第一节无机非金属材料硅[上学期]
文档属性
| 名称 | 第一节无机非金属材料硅[上学期] |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2005-12-28 20:35:00 | ||
图片预览
文档简介
课件37张PPT。第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角------硅 陆月勤
二OO五年十二月教学要求
1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途及硅的性质。
2、了解二氧化硅的物理性质及其重要用途。 掌握二氧化硅和硅酸的化学性质。
3、了解硅酸盐的组成，掌握硅酸钠的化学性质，了解硅酸盐重要用途。
4、了解一些重要的新型无机非金属材料。一、硅、二氧化硅、硅酸盐及其产品的广泛应用这是清朝中期的水晶瓶，目前价值三十万一、硅单质的种类、物理性质(P68) 单质硅有____和____两种。结构类似于_____，是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点___(1410℃)，硬度___、有脆性，在常温下化学性质不活泼。 处于金属与非金属的过渡位置。晶体硅的导电性介于___和_____之间，是良好的_________。晶体硅无定形金刚石大导体绝缘体半导体材料高硅化学性质不活泼？二、硅元素 已知碳、硅的核电荷数为6、14，请写出它们的原子结构示意图 Si原子最外层有____个电子,既不易___电子,也不易___电子,所以,硅的化学性质______。主要形成_____价的化合物。SiC四四失得不活泼硅的广泛存在你知道吗?常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有？参阅课本62页最后一段及资料卡片三、二氧化硅1 、二氧化硅的存在
天然存在的二氧化硅称为____，约占地壳质量的___%包括____形和_____形。硅石结晶无定12水晶主要成份?玛瑙主要成份? 从上列数据，分析：为什么二氧化碳和二氧化硅在性质上存在这么大的差异？（参阅63页科学视野）分析下列数据硅氧四面体2、二氧化硅的空间结构二氧化硅晶体中的基本结构单元二氧化硅晶体结构模型SiO2的立体网状结构决定了它具有优良的性质P64思考与交流二氧化硅晶体是无色的，不溶于水，熔沸点高，硬度大。洁净的SiO2无色透光性好。
二氧化硅化学性质很稳定这些性质都是其结构所决定的4、二氧化硅的主要性质玛瑙水晶晶体二氧化硅硅藻土
中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区)
有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有
354处，总保有储量矿石3.85亿吨。
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。矿床类型
主要为火山物源沉积型矿床(吉林长白、
山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等)和
陆源沉积型(云南寻甸、四川米易硅藻
土矿等)矿床。成矿时代集中在第三纪
和第四纪，以第三纪为主。 无定形二氧化硅 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： SiO2化学性质：（a）常温与氢氟酸（SiO2很不活泼，HF是惟一 能跟其反应的酸）4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O（b）酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O与强碱反应：
与碱性氧化物反应：(不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。) 常用于雕刻玻璃
HF不能存放于玻璃瓶练习：请分别写出CO2、SiO2与H2O、CaO、Na2O、Ca(OH)2反应的化学方程式。CO2＋H2O＝H2CO3 SiO2+H2O=不反应
CO2＋Na2O＝Na2CO3 SiO2＋Na2O＝Na2SiO3
CO2＋CaO＝CaCO3 SiO2＋CaO＝CaSiO3
CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3+H2O
SiO2＋Ca(OH)2＝CaSiO3+H2O
四、硅酸（H2SiO3)（2）制取：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓白色胶状强酸制弱酸（1）性质：① 白色胶状，难溶② 弱酸性（酸性 H2SiO3 < H2CO3）③ 脱水形成硅胶Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3（用作干燥剂）实验4-1原理练习强酸弱酸复分解反应制酸一般规律：较强酸制取较弱酸，弱酸不能制取强酸。怎样证明？四.硅酸（H2SiO3）思考：1.二氧化硅不溶于水，不跟水反应，如何从二氧化硅来制备H2SiO3是一种很弱的酸，比碳酸的酸性还弱Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓实验4－1Na2SiO3(aq)中滴入酚酞变红色，慢慢滴入HCl(aq)，有絮状沉淀生成，红色消失Na2SiO3(aq)显碱性，H2SiO3酸性很弱，几乎不溶于水。强酸弱酸复分解反应制酸一般规律：较强酸制取较弱酸，弱酸不能制取强酸。如：Na2SiO3+H2O＋CO2=Na2CO3+H2SiO3↓说明碳酸酸性比硅酸强 练习 思考与交流(2) “硅胶”作干燥剂的原因是什么?它还有什么用途？（1）实验室、袋装食品、瓶装药品常用干燥剂“硅胶”是如何制得的？可以用作催化剂的载体五、硅酸盐 硅酸盐是由__________组成的化合物的____，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一般都不溶于水，化学性质很稳定。
最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液称为_____，可以作肥皂填料、木材______及_______等。 实验4－2着火易燃物品用Na2SiO3饱和溶液浸泡后不易着火不着火硅、氧和金属总称水玻璃防火剂黏胶剂水玻璃F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。 具有生物特性。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。
人造关节硅酸盐组成的表示用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。硅酸盐组成的表示用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。高岭石Al2（Si2O5）（OH）4
要领：两边原子个数守恒
格式：金属氧化物?二氧化硅?水
顺序：金属按活动顺序表拆分原则K(Al2Si3O10)(OH)2六、新型陶瓷及其它含硅化合物参阅课本67页最后一段，了解性能及用途
1、新型陶瓷
2、碳化硅
3、硅钢
4、硅橡胶
5、分子筛课堂练习1、CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是（ ）
A、 Na2SiO3 B、石灰水
C、饱和Na2CO3 D、CaCl2D返回小结：无机非金属材料的主角------硅一、硅及其化合物的广泛应用
二、硅单质化学性质不活泼
三、二氧化硅的性质
四、硅酸的弱酸性和难溶性
五、硅酸盐及其组成的表示方法
六、其它含硅化合物练习思考与交流（A）从物质分类上，二氧化硅是哪类氧化物？这类氧化物有哪些性质？请举例说明二氧化硅可与哪些物质反应？写出反应的化学方程式。
（B）为什么盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞？
（C）酸性氧化物可与酸反应吗？二氧化硅能与酸反应吗？这个反应有什么用途？
（D）氢氟酸可贮存在玻璃瓶中吗？ 1、制造光导纤维的主要原料是（ ）
A.晶体硅 B.二氧化硅 C.石墨 D.硅酸钠
2、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ）
A.稳定性：CO2 > SiO2B.酸性：H2SiO3 > H2CO3
C.熔点：SiO2 > CO2（干冰） D.导电能力：Si > Cu
3、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( )
A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液
4、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ ）
A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液
5、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ）
A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.铁坩埚 D.陶瓷坩埚BCCBC下页返回小结6、下列离子方程式中，书写正确的是（ ）
A、硅酸和氢氧化钾溶液反应：
H2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2O
B、铝和氢氧化钠溶液反应：
Al+2OH-+H2O=AlO2-+2H2↑
C、碳酸氢钙溶液跟稀盐酸反应：Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+CO2↑
D、饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2：
CO32-+H2O+CO2=2HCO3-A返回小结下页下页7、把下列式子改写成氧化物的形式：
A、正长石KAlSi3O8___________________。
B、石棉CaMg3Si4O12____________________。
C、蛇纹石H4Mg3Si2O9_________________。返回小结K2O·2Al2O3·6SiO2CaO·3MgO·4SiO23MgO·2SiO2·2H2O思考与交流2 硅酸（1）二氧化硅不溶于水，硅酸的溶解度也很小，能否用二氧化硅与水反应制得硅酸？硅酸是如何制取的？
（2）硅酸与碳酸相比，酸性何者相对较强？写出二氧化碳与硅酸钠反应的离子方程式。
（3）盛放硅酸钠水溶液试剂瓶不用玻璃塞，而用橡胶塞是什么道理？谢谢、再见2、下图是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状结构，其中硅、氧原子数之比为____。原硅酸根离子SiO44-的结构可表示为二聚硅酸根离子Si2O76-中，只有硅氧键，它的结构可表示为__________。1/2
二OO五年十二月教学要求
1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途及硅的性质。
2、了解二氧化硅的物理性质及其重要用途。 掌握二氧化硅和硅酸的化学性质。
3、了解硅酸盐的组成，掌握硅酸钠的化学性质，了解硅酸盐重要用途。
4、了解一些重要的新型无机非金属材料。一、硅、二氧化硅、硅酸盐及其产品的广泛应用这是清朝中期的水晶瓶，目前价值三十万一、硅单质的种类、物理性质(P68) 单质硅有____和____两种。结构类似于_____，是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点___(1410℃)，硬度___、有脆性，在常温下化学性质不活泼。 处于金属与非金属的过渡位置。晶体硅的导电性介于___和_____之间，是良好的_________。晶体硅无定形金刚石大导体绝缘体半导体材料高硅化学性质不活泼？二、硅元素 已知碳、硅的核电荷数为6、14，请写出它们的原子结构示意图 Si原子最外层有____个电子,既不易___电子,也不易___电子,所以,硅的化学性质______。主要形成_____价的化合物。SiC四四失得不活泼硅的广泛存在你知道吗?常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有？参阅课本62页最后一段及资料卡片三、二氧化硅1 、二氧化硅的存在
天然存在的二氧化硅称为____，约占地壳质量的___%包括____形和_____形。硅石结晶无定12水晶主要成份?玛瑙主要成份? 从上列数据，分析：为什么二氧化碳和二氧化硅在性质上存在这么大的差异？（参阅63页科学视野）分析下列数据硅氧四面体2、二氧化硅的空间结构二氧化硅晶体中的基本结构单元二氧化硅晶体结构模型SiO2的立体网状结构决定了它具有优良的性质P64思考与交流二氧化硅晶体是无色的，不溶于水，熔沸点高，硬度大。洁净的SiO2无色透光性好。
二氧化硅化学性质很稳定这些性质都是其结构所决定的4、二氧化硅的主要性质玛瑙水晶晶体二氧化硅硅藻土
中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区)
有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有
354处，总保有储量矿石3.85亿吨。
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。矿床类型
主要为火山物源沉积型矿床(吉林长白、
山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等)和
陆源沉积型(云南寻甸、四川米易硅藻
土矿等)矿床。成矿时代集中在第三纪
和第四纪，以第三纪为主。 无定形二氧化硅 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： SiO2化学性质：（a）常温与氢氟酸（SiO2很不活泼，HF是惟一 能跟其反应的酸）4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O（b）酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O与强碱反应：
与碱性氧化物反应：(不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。) 常用于雕刻玻璃
HF不能存放于玻璃瓶练习：请分别写出CO2、SiO2与H2O、CaO、Na2O、Ca(OH)2反应的化学方程式。CO2＋H2O＝H2CO3 SiO2+H2O=不反应
CO2＋Na2O＝Na2CO3 SiO2＋Na2O＝Na2SiO3
CO2＋CaO＝CaCO3 SiO2＋CaO＝CaSiO3
CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3+H2O
SiO2＋Ca(OH)2＝CaSiO3+H2O
四、硅酸（H2SiO3)（2）制取：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓白色胶状强酸制弱酸（1）性质：① 白色胶状，难溶② 弱酸性（酸性 H2SiO3 < H2CO3）③ 脱水形成硅胶Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3（用作干燥剂）实验4-1原理练习强酸弱酸复分解反应制酸一般规律：较强酸制取较弱酸，弱酸不能制取强酸。怎样证明？四.硅酸（H2SiO3）思考：1.二氧化硅不溶于水，不跟水反应，如何从二氧化硅来制备H2SiO3是一种很弱的酸，比碳酸的酸性还弱Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓实验4－1Na2SiO3(aq)中滴入酚酞变红色，慢慢滴入HCl(aq)，有絮状沉淀生成，红色消失Na2SiO3(aq)显碱性，H2SiO3酸性很弱，几乎不溶于水。强酸弱酸复分解反应制酸一般规律：较强酸制取较弱酸，弱酸不能制取强酸。如：Na2SiO3+H2O＋CO2=Na2CO3+H2SiO3↓说明碳酸酸性比硅酸强 练习 思考与交流(2) “硅胶”作干燥剂的原因是什么?它还有什么用途？（1）实验室、袋装食品、瓶装药品常用干燥剂“硅胶”是如何制得的？可以用作催化剂的载体五、硅酸盐 硅酸盐是由__________组成的化合物的____，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一般都不溶于水，化学性质很稳定。
最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液称为_____，可以作肥皂填料、木材______及_______等。 实验4－2着火易燃物品用Na2SiO3饱和溶液浸泡后不易着火不着火硅、氧和金属总称水玻璃防火剂黏胶剂水玻璃F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。 具有生物特性。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。
人造关节硅酸盐组成的表示用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。硅酸盐组成的表示用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。高岭石Al2（Si2O5）（OH）4
要领：两边原子个数守恒
格式：金属氧化物?二氧化硅?水
顺序：金属按活动顺序表拆分原则K(Al2Si3O10)(OH)2六、新型陶瓷及其它含硅化合物参阅课本67页最后一段，了解性能及用途
1、新型陶瓷
2、碳化硅
3、硅钢
4、硅橡胶
5、分子筛课堂练习1、CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是（ ）
A、 Na2SiO3 B、石灰水
C、饱和Na2CO3 D、CaCl2D返回小结：无机非金属材料的主角------硅一、硅及其化合物的广泛应用
二、硅单质化学性质不活泼
三、二氧化硅的性质
四、硅酸的弱酸性和难溶性
五、硅酸盐及其组成的表示方法
六、其它含硅化合物练习思考与交流（A）从物质分类上，二氧化硅是哪类氧化物？这类氧化物有哪些性质？请举例说明二氧化硅可与哪些物质反应？写出反应的化学方程式。
（B）为什么盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞？
（C）酸性氧化物可与酸反应吗？二氧化硅能与酸反应吗？这个反应有什么用途？
（D）氢氟酸可贮存在玻璃瓶中吗？ 1、制造光导纤维的主要原料是（ ）
A.晶体硅 B.二氧化硅 C.石墨 D.硅酸钠
2、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ）
A.稳定性：CO2 > SiO2B.酸性：H2SiO3 > H2CO3
C.熔点：SiO2 > CO2（干冰） D.导电能力：Si > Cu
3、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( )
A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液
4、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ ）
A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液
5、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ）
A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.铁坩埚 D.陶瓷坩埚BCCBC下页返回小结6、下列离子方程式中，书写正确的是（ ）
A、硅酸和氢氧化钾溶液反应：
H2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2O
B、铝和氢氧化钠溶液反应：
Al+2OH-+H2O=AlO2-+2H2↑
C、碳酸氢钙溶液跟稀盐酸反应：Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+CO2↑
D、饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2：
CO32-+H2O+CO2=2HCO3-A返回小结下页下页7、把下列式子改写成氧化物的形式：
A、正长石KAlSi3O8___________________。
B、石棉CaMg3Si4O12____________________。
C、蛇纹石H4Mg3Si2O9_________________。返回小结K2O·2Al2O3·6SiO2CaO·3MgO·4SiO23MgO·2SiO2·2H2O思考与交流2 硅酸（1）二氧化硅不溶于水，硅酸的溶解度也很小，能否用二氧化硅与水反应制得硅酸？硅酸是如何制取的？
（2）硅酸与碳酸相比，酸性何者相对较强？写出二氧化碳与硅酸钠反应的离子方程式。
（3）盛放硅酸钠水溶液试剂瓶不用玻璃塞，而用橡胶塞是什么道理？谢谢、再见2、下图是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状结构，其中硅、氧原子数之比为____。原硅酸根离子SiO44-的结构可表示为二聚硅酸根离子Si2O76-中，只有硅氧键，它的结构可表示为__________。1/2