课件39张PPT。第4章 材料家族中的元素
第1节 硅 无机非金属材料
第1课时 硅和二氧化硅
光导纤维水 晶 制 品硅元素(silicon)在地壳中的含量 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90%以上。 问题1 硅以什么形态存在于自然界中？
2 硅单质有几种同素异形体？
3 硅的导电性怎样？1、只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。2、两种同素异形体：晶体硅和无定行硅。3 、导电性介于导体和绝缘体之间。硅单质的图片:一、认识硅
1、单质硅的物理性质
灰黑色 硬而脆
有金属光泽的固体
熔点、沸点高
硬度大，是良好的半导体材料
最外层电子数是4，碳也是。思考2：
碳、硅原子主要显几价？正四价（+4价） 思考1：
硅原子原子核外电子排布情况是怎样的？
我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？2、化学性质：常温下不活泼(1)常温下：(知识介绍）①Si+2F2=SiF4② Si+4HF=SiF4 ↑+2H2↑③Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑注：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、
HNO3等常温下都不与硅起反应。2) 在高温或加热条件下，硅的化学性质比较活泼，能与O2 、Cl2 、H2等非金属单质反应。
Si+2H2=SiH4高温3.用途 晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池电脑的中央处理器（CPU） 硅钢
导磁性良好，用作变压器铁芯4、工业制粗硅：粗硅提纯
Si+2Cl2===SiCl4SiCl4+2H2===Si+4HCl高温高温二氧化硅(SiO2)二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。硅石硅矿山二、二氧化硅与光导纤维硅石
玛瑙
水晶
石英
SiO2是硅最重要的化合物，天然存在的叫硅石，有晶体和无定形两大类。 硅石晶体（石英）无定形（硅藻土）水晶玛瑙 石英是结晶的二氧化硅，包括水晶（无 色透明）和玛瑙（彩色）。沙子中含有小粒的石英晶体。（一） SiO2水晶玛瑙晶体二氧化硅硅藻土
由硅藻的细胞壁沉积形成，呈浅黄色或浅灰色，
广泛用做催化剂的载体及绝缘材料。
全国10个省(区)
有硅藻土矿产出。
仅次于美国，居世界第2位。在地区分
布上，以吉林最多，占全国储量的54.8%，
云南、福建、河北等地次之。 无定形二氧化硅 纯的二氧化硅是无色、坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。1.物理性质：二、二氧化硅 二氧化硅SiOSiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定 2.化学性质不与水反应SiO2 + CaO === CaSiO3 SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O高温①是酸性氧化物
具有酸性氧化物的通性，与碱及碱性氧化物反应
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。Na2SiO3俗称“泡花碱”，易溶于水，其水溶液俗名“水玻璃”，是一种矿物胶，可做黏合剂。
③ 不与酸反应（除氢氟酸以外）SiO2 + 4HF == SiF4 ? + 2H2O②在高温下与碳酸盐的反应SiO2 + Na2CO3 == CO2 ? + Na2SiO3高温SiO2 + CaCO3 == CO2 ? + CaSiO3高温你知道吗？
玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？ ④弱氧化性SiO2 +2C === Si + 2CO ?高温工业上用此反应制备粗硅，这就是“从沙滩到用户”！3、二氧化硅的用途
由于SiO2具有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。 石 英 制 品水 晶 制 品硅酸(H2SiO3)和原硅酸(H4SiO4)是不溶于水且比碳酸酸性还弱的弱酸，其酸酐都是SiO2。
原硅酸是一种白色胶状物质，硅酸是白色粉末状固体，都不溶与水.
硅酸和原硅酸均不稳定，易分解，原硅酸在干燥空气中分解生成硅酸，硅酸加热分解生成SiO2。
H4SiO4=H2SiO3+H2O，
H2SiO3=ΔSiO2+H2O硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。用途：硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？实验：将CO2通入Na2SiO3溶液中现象：透明的硅酸凝胶生成方程式：Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3 ↓ +Na2CO3你的结论：硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱练习1、能溶解硅且能放出氢气的是
（ ）
A、浓盐酸 B、稀硫酸
C、氢氟酸 D、浓烧碱CD2、下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是（??） A.HF溶液????? ? B.KOH溶液????
? C.盐酸????? ? D.水玻璃 C课堂练习3、下列说法正确的是（ ）
A.SiO2是酸性氧化物，所以可以和碱反应，
不和任何酸反应。
B.CO2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸
C.SiO2对应的酸有不同的组成
D.SiO2跟水反应可得硅酸
BC4、在多年使用的厨房里，久未更换的玻璃往往失去光泽，严重的还会形成白色斑点，这种现象化学上叫做“碱析”，产生碱析的化学方程式为___________________。
解析：玻璃的主要成分有Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。厨房中CO2、H2O（g）浓度相对较高，碳酸酸性强于硅酸，时间长了玻璃中的Na2SiO3将会在CO2、H2O（g）的持续作用下析出白色H2SiO3，所以往往失去光泽，严重的会形成白色斑点。
答案：Na2SiO3+CO2+H2O====Na2CO3+H2SiO3课件7张PPT。第4章 材料家族中的元素
第1节 硅 无机非金属材料
第2课时 硅酸盐与无机非金属材料三、硅酸盐与无机非金属材料纯碱、石灰石、石英
粘土、
石灰石粘土
高温下发生复杂的物理、化学变化
烧结时发生复杂物理、化学变化
SiO2
CaSiO3
Na2SiO32CaO·SiO2 3CaO·SiO2 3CaO·Al2O3硅酸盐
非晶体，透明、无固定熔点，可在一定温度范围内软化
水硬性：无论在水中还是在空气中均能硬化（是不可逆过程） 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘
本节内容小结：3.硅酸盐及无机硅酸盐材料随堂训练：1.下列说法正确的是：A.晶体硅和无定形硅是两种不同的物质B.二氧化硅可用做半导体材料C.硅可与氧气反应，单质硅不能在空气
中稳定存在2. 下列溶液可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是：A.氢氟酸 B.浓硝酸C.NaOH溶液 D.氯水3.关于碳和硅的叙述中,不正确的是: A.其最高价氧化物都能与NaOH溶液反应 B.单质在加热时都能与氧气反应 C.氧化物都能溶于水生成相应的酸 D.在常温下，碳和硅的单质化学性质都不
活泼4.如何除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂
质？用化学方程式表示。5.如何除去碳酸钙中少量的二氧化硅杂
质？用化学方程式表示。CaCO3 +2HCl ==CaCl2 +H2O +CO2↑SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O课件17张PPT。第4章 材料家族中的元素
第1节 硅 无机非金属材料
第1课时 硅和二氧化硅本节课学习目标：①硅的存在、性质、制备和用途②二氧化硅的存在、性质和用途③认识新材料的开发对人类生产、生
活的重要影响，学会关注与化学有
关的社会热点问题，激发学习兴趣。一、单质硅与半导体材料1.硅元素在自然界中全部以 态存
在，硅元素在地壳中的含量居第 位仅次于 。2.最早使用的半导体材料 ，现在
最广泛使用的半导体材料 。化合锗硅二氧3.硅的物理性质a.单质硅有 和 两种,
它们都是硅元素的 。 b.晶体硅是 色、有 光泽、
硬而脆的固体，单质硅的导电性介于
和 之间，故用来
作 材料 。分组讨论：
硅属于哪类物质？这类物质都具
有那些化学性质？请大胆猜想硅可能
具有那些化学性质？
实验探究：（1）常温下，化学性质稳定 例如，常温下，不易与H2、O2、Cl2、
硫酸、硝酸、盐酸等物质反应（2）常温下只与碱、氢氟酸、氟气 反应4.硅的化学性质 （3）加热，Si能与某些非金属单质反应（燃烧，放出大量的热）5.硅的制备提 纯：5、硅的用途水晶制品二、二氧化硅 1.存在：沙子、石英（透明的石英即水晶） 2.二氧化硅的物理性质晶体硬度 ,熔点 , 溶于水
大高难实验探究：分组讨论：
（1） 二氧化硅属于哪类物质？
（2）这类物质都有那些化学性质？
（3）二氧化硅可以和那些物质反应？3.二氧化硅的化学性质（1）酸性氧化物的通性SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O结论：盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，
可用橡胶塞。③与某些盐反应②与碱性氧化物反应二氧化硅的注意点：④特性：与氢氟酸反应SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O用途：刻蚀玻璃花纹结论：氢氟酸不能用玻璃瓶盛装，
而盛在塑料瓶。 4.二氧化硅的用途注意：硅和二氧化硅的用途易混淆
