化学人教版（2019）必修第二册5.3.1.硅及其化合物（共38张ppt）

(共38张PPT)
新人教版必修第二册
第五章 化工生产中重要的非金属元素
第三节 无机非金属材料
第1课时 硅及其化合物
　　
岩石
沙子
土壤
岩石
硅的存在
硅的晶体结构
硅单质
硅单质
晶体硅
无定形硅
灰黑色固体
金属光泽
硬而脆
熔点高
导电性介于
金属和
非金属之间
2.硅的物理性质
单晶硅芯片
3.硅的用途
太阳能光电池-硅板
3.硅的用途
光电池
3.硅的用途
硅铁合金
3.硅的用途
Si+2Cl2=== SiCl4
Si+O2 === SiO2
Si + 2F2 == SiF4
Si + 4HF == SiF4↑+ 2H2↑
Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑
常温下化学性质不活泼
加热
4.硅的化学性质
制粗硅：在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅
SiO2 +2C == Si + 2CO↑
高温
提 纯：生成的SiCl4液体通过蒸馏，除去其中的杂质。然后用氢气还原
Si+2Cl2==SiCl4
SiCl4+2H2==Si+4HCl
高温
（高纯硅）
硅的制备
(温度为 400～500℃)
2C+ SiO2=== Si+2CO↑
高温
Si+2Cl2===SiCl4
SiCl4+2H2===Si+4HCl
高温
一、硅单质与半导体材料
粗硅
纯硅
5.硅的制备方法
1.二氧化硅的存在形式
硅石(天然)
结晶形
无定形
二、二氧化硅 SiO2
硅石
石英
蔷薇石英
茶水晶
玛瑙
石英
水晶
石英、玛瑙
石英
光导纤维
1、用途
石英 水晶 玛瑙 光导纤维
Si
O
二氧化硅的晶体结构示意图
SiO2是正四面体的空间网状结构，
因此性质很稳定
2.二氧化硅化学性质
▲ 不溶于水也不与水反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+CaO===CaSiO3
高温
① 是酸性氧化物
▲ ②与酸反应：只与氢氟酸反应
SiO2 + 4HF == SiF4 ↑ + 2H2O
在高温下与碳酸盐的反应
SiO2+Na2CO3==CO2 ↑ +Na2SiO3
高温
SiO2+CaCO3===CO2 ↑+ CaSiO3
高温
在玻璃表面涂上一层石蜡
在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸
洗掉酸并去掉石蜡
1、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？
防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。
2、玻璃很硬，玻璃中主要成分是SiO2，量筒上的刻度是如何刻出来的？
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
3、实验室为什么不用玻璃瓶盛装HF？
HF能腐蚀玻璃，因此盛装HF不能用玻璃试剂瓶而用塑料瓶
三、硅酸（H2SiO3）
硅酸浓度小：聚合成胶体溶液—硅酸溶胶
浓度大：软而透明胶冻状—硅酸凝胶
干燥后：脱水得硅酸干凝胶—硅胶
硅
胶
干
燥
剂
硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。
酸性较弱，比碳酸的酸性还弱。不溶于水，不能是指示剂变色，是一种白色粉末状固体
三、硅酸(H2SiO3)
干燥硅胶
湿硅胶
（2）硅酸的制备（强酸制弱酸）
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
H2SiO3===H2O+SiO2
△
Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓
（3）硅酸的性质
①不稳定性
②弱酸性
H2SiO3+2NaOH=2 H2O +Na2SiO3
四、硅酸盐
1、 定义：
由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称
2、 表示：金属氧化物和SiO2的组合形式
结构复杂、大多不溶于水、化学性质稳定
原则：金属氧化物(较活泼→不活泼)、SiO2、水
四、硅酸盐
Na2SiO3
(1)物理性质
(2)化学性质：
白色固体、易溶于水、水溶液俗称水玻璃或泡花碱
不能燃烧——防火材料；
与酸反应可制备硅酸
四、硅酸盐
三大硅酸盐产品
①水泥
②玻璃
③陶瓷
石灰石+黏土(水泥回转窑)
石灰石+纯碱+石英(玻璃窑)
黏土
芯片
历史篇
硅材料
玻璃、水泥
水晶、玛瑙
石器、岩片
现代篇
光导纤维
硅酸盐
石英坩埚
硅单质
化合态
二氧化硅
硅酸
硅胶
未来篇
自然篇
——从沙中崛起！