教学课件第一节无机非金属材料的主角公开课-硅.ppt

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1、第四章非金属及其化合物第四章非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角-硅硅第一课时第一课时江苏省淮安中学江苏省淮安中学 张正飞张正飞5/30/2023 美国的硅谷美国的硅谷位于美国西海岸加利福尼亚位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长公里，宽公里的之间的一条长公里，宽公里的长条形长条形地带地带上。由于它集中了全世界上。由于它集中了全世界0 0以上以上的著的著名半导体公司名半导体公司（思科、英特尔、惠普、朗讯、思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果苹果），而半导体的基本元件是，而半导体的基本元件是

2、硅片硅片，所以，所以该地区被称为该地区被称为“硅谷硅谷”。该地区客观上成为美该地区客观上成为美国国高新技术高新技术的摇篮，的摇篮，现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词。也是区的代名词。也是高新科技高新科技的象征。的象征。硅谷硅谷 silicon valleysilicon valley第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角_硅硅硅元素硅元素(silicon)在地壳中的含量在地壳中的含量 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以

3、上。以上。豪门二杰豪门二杰-碳、硅碳、硅碳碳-统治了有机界：碳是构成有机物的主统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。要元素。硅硅统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。多矿物的基本元素。Si碳、硅原子最外层电子数是碳、硅原子最外层电子数是4C资料卡片资料卡片:在在25和和101kPa的条件下的条件下,由单质生成由单质生成1molCO2时放热时放热393.5kJ;而在同样条件下而在同样条件下,生成生成1molSiO2时放热时放热910.9kJ.放热越多放热越多,其生成物通常越稳定其生成物通常越稳定,可见可见SiO2比比CO2更容易生成更容易生成,而

4、且更稳定。而且更稳定。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以硅主要以SiOSiO2 2及硅酸盐及硅酸盐形式存在。形式存在。思考：思考：阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧的能力及硅在自然存在形式？的能力及硅在自然存在形式？讨论：阅读课本讨论：阅读课本P74-75页试画出由硅石开始页试画出由硅石开始的树状分类图。的树状分类图。硅石硅石结晶形（石英）结晶形（石英）无定形（硅藻土）无定形（硅藻土）水晶水晶玛瑙玛瑙水晶水晶玛瑙玛瑙二、二氧化硅二、二氧化硅(silicon dioxide)二

5、、二氧化硅二、二氧化硅(silicon dioxide)请根据请根据SiO2的存在和应用思考的存在和应用思考:水晶水晶玛瑙玛瑙 二氧化硅具有哪些物理性质二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何化学稳定性如何?你的根据是什么你的根据是什么?SiO2的这些性质是由什么决定的？的这些性质是由什么决定的？可见可见Si、O个数比为个数比为SiO21：2SiO 实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？你知道为什么吗？防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2与与NaOH溶液反溶液反应生成粘稠的应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶，使瓶塞和瓶口

6、粘在一起口粘在一起3.SiO3.SiO2 2的化学性质：的化学性质：很稳定，不活泼很稳定，不活泼（2）与氢氟酸反应）与氢氟酸反应（特性）（特性）（1）是酸性氧化物（和）是酸性氧化物（和CO2比较）比较）SiO2 +CaO =CaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3 +H2O高温高温 SiO2+4HF=SiF4 +2H2O（特性）（特性）你知道吗？你知道吗？如何在玻璃上雕刻如何在玻璃上雕刻?这门工艺和我们化这门工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？学有什么深厚的合作关系？SiO2 +H2O 与其它酸与其它酸不不反应反应（H2SO4、HNO3、HCl）试剂试剂二氧化硅二氧化硅氢氧化钠溶液氢

7、氧化钠溶液硝酸银晶体硝酸银晶体 氢氟酸氢氟酸浓硫酸浓硫酸试剂瓶试剂瓶细口磨口塞细口磨口塞广口瓶广口瓶细口橡皮塞细口橡皮塞棕色广口瓶棕色广口瓶细口塑料瓶细口塑料瓶 实验室有五种试剂，根据它们各自的性质，实验室有五种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。试剂瓶和所装试剂之间进行连线。由由于于SiO2具具有有优优良良的的物物理理化化学学性性能能，加加上上SiO2在在自自然然界界的的广广泛泛存存在在（玛玛瑙瑙、石石英英、水水晶晶，沙沙子子等等），因因此此从从古古到到今今都被人类广泛地应用着。都被人类广泛地

8、应用着。、二氧化硅的用途：二氧化硅的用途：制光导纤维制光导纤维 石石 英英 制制 品品三、硅酸三、硅酸(H2SiO3)实验实验4-1:向饱和向饱和Na2SiO3溶液溶液中中,滴入酚酞滴入酚酞,再滴入稀盐酸。再滴入稀盐酸。现象现象结论结论方程式方程式 滴入酚酞溶液呈红色，滴入酚酞溶液呈红色，Na2SiO3溶液呈溶液呈碱性碱性,问题研究问题研究1：怎样由石英怎样由石英(SiO2)制取硅酸？制取硅酸？NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3问题研究问题研究1：怎样由石英怎样由石英(SiO2)制取硅酸？制取硅酸？硅酸硅酸难难溶于水溶于

9、水滴入盐酸有白色胶状沉淀产生滴入盐酸有白色胶状沉淀产生 已知硅酸酸性比碳酸弱已知硅酸酸性比碳酸弱,请你描述将请你描述将CO2通入到饱和的通入到饱和的Na2SiO3溶液中产生的溶液中产生的现象并写出有关化学反应方程式。现象并写出有关化学反应方程式。问题研究问题研究2：现象：硅酸凝胶生成。现象：硅酸凝胶生成。方程式：方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 +Na2CO3Na2SiO3+2H2O+2CO2=H2SiO3 +2NaHCO3硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶硅胶”。H2SiO3=H2O+SiO2加热加热硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作

10、实硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂干燥剂，也可以用作也可以用作催化剂的载体催化剂的载体。1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（的是（）A.溶解性：溶解性：CO2 H2CO3C.熔点：熔点：SiO2 CO2（干冰）（干冰）D.硬度：硬度：SiO2 CO2练一练练一练C2、下列物质中、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是不能用玻璃瓶来盛装的是()A.烧碱溶液烧碱溶液 B.浓硫酸浓硫酸 C.氢氟酸氢氟酸 D.碳酸钠溶液碳酸钠溶液练一练练一练C3、要除去、要除去SiO2中的中的CaO杂质，最适宜

11、的试杂质，最适宜的试剂是（剂是（）A.纯碱溶液纯碱溶液 B 盐酸盐酸 C 硫酸硫酸 D 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液练一练练一练B4、试设计一简单实验方案、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含检验某生石灰样品中含有石灰石、石英有石灰石、石英,有关反应的离子方程式为有关反应的离子方程式为 .取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反应取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反应,若产生气体若产生气体,说明样品中有石灰石说明样品中有石灰石,若仍有不溶物若仍有不溶物,说明样品中有石英。说明样品中有石英。CaCOCaCO3 3+2H+2H+=Ca=Ca2+2+CO+CO2 2+H+H2 2O O练一练练一练课堂小结课堂小结作业：完成有关反应方程式。作业：完成有关反应方程式。谢谢！谢谢！江苏省普通高中化学课程标准江苏省普通高中化学课程标准教教 学学 要要 求求 1、知道硅在自然界以、知道硅在自然界以SiO2及硅酸盐的形式存及硅酸盐的形式存在，知道晶体硅是良好的半导体材料。在，知道晶体硅是良好的半导体材料。2、了解硅及其重要化合物的主要物理性质。、了解硅及其重要化合物的主要物理性质。3、了解二氧化硅与氢氟酸、与碱性氧化物、了解二氧化硅与氢氟酸、与碱性氧化物、与强碱的反应。与强碱的反应。