高一化学时无机非金属材料主角硅全解.pptx

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1、含量：OSi Al Fe 硅的概况：在地壳中含量第二硅的概况：在地壳中含量第二第1页/共34页硅的存在与分布硅的存在与分布含量含量仅次于仅次于氧氧，居第二位，居第二位存在存在全部全部以以化合态化合态存在，主要是氧化存在，主要是氧化 物和硅酸盐物和硅酸盐特点特点化合态的硅元素呈化合态的硅元素呈+4价价第2页/共34页天然二氧化硅天然二氧化硅（硅石）（硅石）结晶形结晶形无定形：无定形：硅藻土：一般是由统称为硅藻的单细胞藻类死亡以后的硅酸盐遗骸形成的，其本质是含水的非晶质SiO2 沙子沙子石英：玛瑙、水晶石英：玛瑙、水晶一、二氧化硅一、二氧化硅(SiO2)1.二氧化硅的存在二氧化硅的存在第3页/共3

2、4页晶体：晶体：是指有规则几何外形的固体，晶体中是指有规则几何外形的固体，晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性排列。原子或分子在空间按一定规律周期性排列。无定形体：无定形体：是指没有规则几何外形的固体，其是指没有规则几何外形的固体，其中原子和分子无规则排列，没有周期性和对称中原子和分子无规则排列，没有周期性和对称性。性。你知道什么是你知道什么是“晶体晶体”和和“无定形体无定形体”吗吗？A:A:晶体晶体B:B:非晶体非晶体第4页/共34页石英石英玛瑙玛瑙 第5页/共34页沙子沙子中含有小粒的石英晶体。沙子的中含有小粒的石英晶体。沙子的主要成分就是主要成分就是SiO2第6页/共34页SiOSiO

3、4 4 四面体结构2.二氧化硅的结构二氧化硅的结构第7页/共34页【易错点津易错点津】：每个每个Si原子周围结合原子周围结合4个个O，每个，每个O原子跟原子跟2个个Si相结合，相结合，Si与与O原子按原子按1：2的比例组成立体网状结构的晶体。的比例组成立体网状结构的晶体。石英晶体中不存在单个的石英晶体中不存在单个的SiO2分子，所有的分子，所有的Si、O原子原子连在一起，连在一起，SiO2只是石英晶体的只是石英晶体的化学式化学式，而不是分子式。，而不是分子式。SiO2网状结构决定了网状结构决定了SiO2是不溶于水的固体，其熔、是不溶于水的固体，其熔、沸点高，硬度大。沸点高，硬度大。SiO4四面

4、体不仅存在于四面体不仅存在于SiO2晶体中，也存在于硅酸盐晶体中，也存在于硅酸盐中。中。第8页/共34页物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_硬度大、熔点高、难溶于水很稳定很稳定 根据根据SiO2的存在，请你分析以下问题：的存在，请你分析以下问题：SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？你的根据是什么？SiO2这些性质是由这些性质是由什么决定的？什么决定的？3.二氧化硅的物理性质二氧化硅的物理性质第9页/共34页与强碱反应与强碱反应SiO2 2NaOHNa2SiO3H2O为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻为什么实验室中盛放碱液

5、的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？璃塞？因为碱液会跟玻璃中的因为碱液会跟玻璃中的SiO2反应，生成的硅酸盐反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。(1)酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性4.二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应SiO2 CaO CaSiO3高温第10页/共34页（2）与氢氟酸反应）与氢氟酸反应(特性特性)SiO2+4HF=SiF4+2H2O（刻蚀玻璃）（刻蚀玻璃）注意：注意：SiO2化学性质很不活泼，化学性质很不活泼，氢氟酸氢氟酸（HF）是是唯一唯一可以与之反应的酸。可以与之反应的酸。HF会腐蚀玻璃，因此盛装氢氟酸

6、不能用会腐蚀玻璃，因此盛装氢氟酸不能用玻璃瓶而要用玻璃瓶而要用塑料品塑料品第11页/共34页1212雕花玻璃第12页/共34页1313在玻璃表面涂上一层石蜡第13页/共34页1414在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸第14页/共34页1515洗掉酸并去掉石蜡第15页/共34页5.二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化硅与二氧化碳的比较第16页/共34页二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳COCO2 2二氧化硅二氧化硅二氧化硅二氧化硅SiOSiO2 2物质分类物质分类物质分类物质分类 与酸反应与酸反应与酸反应与酸反应与碱性氧化与碱性氧化与碱性氧化与碱性氧化物反应物反应物反应物反应与碱反应与碱反应与碱

7、反应与碱反应与水反应与水反应与水反应与水反应均属于均属于酸性氧化物酸性氧化物CO2 CaOCaCO3CaOSiO2 CaSiO3高温高温CO2 2NaOH Na2CO3+H2OSiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OCO2 H2OH2CO3不反应不反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反应不反应第17页/共34页6.用途用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英仪器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。电子表、石英钟等。注意：注意：石英石英、沙子沙子、玛瑙玛瑙、光导纤维光导纤维主要成分均主要成

8、分均为为SiO2第18页/共34页二、二、硅酸硅酸（H2SiO3）常温下是常温下是固态酸1.物理性质：物理性质：硅酸是不溶于水的白色胶状物质硅酸是不溶于水的白色胶状物质第19页/共34页2.化学性质：化学性质：弱酸性弱酸性 a.不能使指示剂变色不能使指示剂变色 b.酸性比碳酸还弱酸性比碳酸还弱 c.只能与强碱反应只能与强碱反应不稳定性不稳定性H2SiO3 2 NaOH Na2SiO3+2H20H2SiO3 SiO2+H20 第20页/共34页实验4-1现象现象结论结论化学方化学方程式程式滴加酚酞溶液后溶液呈红色，继续滴加盐酸后滴加酚酞溶液后溶液呈红色，继续滴加盐酸后溶液变为无色，同时有溶液变为

9、无色，同时有白色胶状沉淀白色胶状沉淀生成生成Na2SiO3溶液呈碱性，溶液呈碱性，H2SiO3的酸性的酸性 弱弱于盐酸，在水中形成胶体于盐酸，在水中形成胶体Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl3.硅酸的制备第21页/共34页4.硅酸的存在及用途 硅酸浓度小 硅酸溶胶 硅酸浓度大 硅酸凝胶 硅酸凝胶干燥脱水 硅酸干凝胶 硅酸干凝胶又称为硅胶，吸附水分能力强，常用作干燥剂，也用作催化剂的载体 第22页/共34页简介简介:硅胶是有多个单分子硅酸在水中逐渐聚合硅胶是有多个单分子硅酸在水中逐渐聚合而成的硅酸凝胶，经充分洗涤、干燥、脱水后而成的硅酸凝胶，经充分洗涤、干燥、脱水后形成的形成的多

10、孔状固多孔状固体，对水等物质有极强的吸附体，对水等物质有极强的吸附作用，是很好的干燥剂，吸附剂以及催化剂载作用，是很好的干燥剂，吸附剂以及催化剂载体。体。第23页/共34页24三、硅酸盐三、硅酸盐1 1硅酸盐的组成及性质第24页/共34页2常见的硅酸盐Na2SiO325第25页/共34页实验探究4-2实验步骤：取两个小木条或滤纸条，分别放入蒸馏 水和 Na2SiO3饱和溶液中，使之充分吸湿 浸透，取 出稍沥干（不再滴液后），同 时分别放置在酒精灯外焰外。实验现象：被蒸馏水浸透的小木条或滤纸条一段时 间后会着火燃烧，而被饱和Na2SiO3溶 液浸透的小木条或滤纸条则不会着火燃烧。实验结论：Na2

11、SiO3可用作防火剂。探究硅酸钠的耐火性：第26页/共34页27硅酸盐产硅酸盐产品品原料原料主要设备主要设备水泥水泥黏土和石灰石、少量黏土和石灰石、少量石膏石膏水泥回转水泥回转窑窑玻璃玻璃纯碱、石灰石和石英纯碱、石灰石和石英玻璃窑玻璃窑陶瓷陶瓷黏土黏土4常见的硅酸盐产品无机非金属材料第27页/共34页28陶瓷日用器皿、建筑饰材、卫生洁具日用器皿、建筑饰材、卫生洁具第28页/共34页29玻璃玻璃普通玻璃:Na2OCaO6SiO2第29页/共34页30水泥水泥以黏土和石灰石为主要原料以黏土和石灰石为主要原料第30页/共34页315.特殊功能的含硅物质(1)金刚砂(SiC)：具有类似金刚石的结构，硬

12、 度很大，可用作砂纸、砂轮磨料。(2)硅钢(含Si 4%)：具有很高的导磁性，主要 用作变压器铁芯。(3)硅橡胶：既耐高温又耐低温，用于制造火 箭、导弹的零件。(4)人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝 硅酸盐)：主要用作吸附剂和催化剂。第31页/共34页321、硅的性质硅的性质硅有硅有晶体硅晶体硅和和无定形硅无定形硅两种。两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、沸点都很高，硬度大的固熔点、沸点都很高，硬度大的固体。体。导电性介于导体和绝缘体之间。物物理理性性质质四四、硅单质硅单质第32页/共34页33 硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命3.硅的用途第33页/共34页感谢您的观看。第34页/共34页