人教版高中化学必修一课件：4.1无机非金属材料的主角—硅(共44张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修一课件：4.1无机非金属材料的主角—硅(共44张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 9.1MB | ||
| 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 | 2019-08-10 14:47:16 | ||
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文档简介
(共88张PPT)
Al-7.73%
O-48.60%
Si-26.30%
地壳中元素质量分数
第一节 无机非金属材料的主角——硅
Si-26.30%
画出硅的原子结构示意图
分析：
既不易失电子，又不易得电子，主要形成四价的化合物。
硅元素
与谁的结构相似？
碳
（1）存在
硅石（12%）
结晶形：石英
无定形
水晶
玛瑙
1、二氧化硅
一、二氧化硅和硅酸
硅是一种亲氧元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。
玛瑙
（2）用途：
光导纤维
石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟
水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、
高级工艺品和眼镜片
玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品
物理性质:_____________________________
化学稳定性:_________________________
通常条件下，很稳定
硬度大、熔点高、难溶于水
思考
为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有这么大的差别？
是结构上的不同
Si
O
二氧化硅的晶体结构
设疑:
实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛放其它溶液的试剂瓶有何不同？为什么 ？
1.玻璃中含有SiO2，从物质组成和性质角度来分类， SiO2属于哪类物质？
2. SiO2可能具有哪些化学性质？
SiO2与CO2化学性质的比较
CO2+H2O=H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+Na2O=Na2CO3
SiO2+4HF=SiF4 +2H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+ CaO == CaSiO3
高温
——
——
↑
酸性氧化物
与碱性氧化物反应
与碱反应
与水反应
与氢氟酸反应
性 质 二氧化碳(CO2) 二氧化硅(SiO2)
SiO2即能与碱溶液反应又能与HF反应，那SiO2是两性氧化物吗？
强调：不是， SiO2只能与HF反应，不能与其它酸反应
玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是 ( )
A、烧碱 B、纯碱
C、氢氟酸 D、盐酸
C
2.硅酸( )
硅酸是一种白色胶状的固体，它不溶于水；是一种弱酸，不能使指示剂变色。
H2SiO3
硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。
思考
二氧化硅难溶于水，又不与水反应，那么，如何制得硅酸呢？
实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸
①滴入酚酞溶液呈红色
① Na2SiO3溶液呈碱性
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 +2NaCl
实验探究：
②滴入盐酸有凝胶产生
②硅酸难溶于水
现 象
结 论
方程式
知识拓展：
把稀盐酸加入到Na2SiO3溶液中，会有什么现象？
滴入硫酸有凝胶产生
硅酸难溶于水
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 +2NaCI
现 象
结 论
方程式
课堂练习：
硅酸是一种比碳酸还要弱的酸
（1）请同学们写出向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体的化学方程式
（2）写出H2SiO3与NaOH溶液反应的方程式
硅酸钠
水溶液叫水玻璃。
用途：
【实验4－2】
水份蒸发后燃烧
不易燃烧
用水玻璃浸过的物品可以防火
肥皂填料、黏胶剂、阻燃剂
二、硅酸盐
用蒸馏水浸过 用Na2SiO3饱和溶液浸过
现象
结论
硅酸盐的一般特点：
☆一般不溶于水（除Na、K盐外）化学稳定性高。
☆种类繁多、结构复杂、构成地壳的骨架。
☆通常用氧化物的形式表示其组成。如Na2SiO3 写成Na2O·SiO2
通常用氧化物的形式表示其组成。顺序为：
活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2 ·H2O
Na2SiO3 Na2O·SiO2
CaSiO3 CaO·SiO2
粘土：Al2O3·2SiO2·2H2O
玻璃：Na2O·CaO·6SiO2
水泥： 3CaO·SiO2； 2CaO·SiO2； 3CaO·Al2O3
练习：写成氧化物的形式：
K2SiO3·Al2(SiO3)3·2SiO2
Ca(Al2Si3O10·3H2O)
自然界变化：
硅酸盐岩石→粘土→土壤胶体→吸收NH4＋、K＋等营养离子→供生物吸收。
水泥:以石灰石和黏土为原料
硅酸盐产品
玻璃:以纯碱、石灰石和石英为原料
普通玻璃: Na2O·CaO·6SiO2
陶瓷(China)：以粘土原料
其它重要硅化物
SiC
硅钢（4％）
硅橡胶
三、硅单质（Si）
硅有晶体硅和无定形硅两种单质
1.物理性质:
①灰黑色，有金属光泽，硬而
脆的固体
②熔、沸点高、硬度大
③晶体硅是良好的半导体
2.化学性质:常温下硅的化学性质不活泼
3、用途：
集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。
4、硅的工业制法
用氧化还原反应的概念分析此反应
不反应
不反应
SiO2＋4HF＝SiF4↑
＋2H2O
不反应
2Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3 ＋2H2↑
2NaOH＋SiO2＝
Na2SiO3＋H2O
Si＋2F2＝SiF4
Si＋4HF＝SiF4↑
＋2H2 ↑
Si SiO2
与水
O2
F2
氢氟酸
与NaOH
与CaO
Al-7.73%
O-48.60%
Si-26.30%
地壳中元素质量分数
第一节 无机非金属材料的主角——硅
Si-26.30%
画出硅的原子结构示意图
分析：
既不易失电子，又不易得电子，主要形成四价的化合物。
硅元素
与谁的结构相似？
碳
（1）存在
硅石（12%）
结晶形：石英
无定形
水晶
玛瑙
1、二氧化硅
一、二氧化硅和硅酸
硅是一种亲氧元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。
玛瑙
（2）用途：
光导纤维
石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟
水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、
高级工艺品和眼镜片
玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品
物理性质:_____________________________
化学稳定性:_________________________
通常条件下，很稳定
硬度大、熔点高、难溶于水
思考
为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有这么大的差别？
是结构上的不同
Si
O
二氧化硅的晶体结构
设疑:
实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛放其它溶液的试剂瓶有何不同？为什么 ？
1.玻璃中含有SiO2，从物质组成和性质角度来分类， SiO2属于哪类物质？
2. SiO2可能具有哪些化学性质？
SiO2与CO2化学性质的比较
CO2+H2O=H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+Na2O=Na2CO3
SiO2+4HF=SiF4 +2H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+ CaO == CaSiO3
高温
——
——
↑
酸性氧化物
与碱性氧化物反应
与碱反应
与水反应
与氢氟酸反应
性 质 二氧化碳(CO2) 二氧化硅(SiO2)
SiO2即能与碱溶液反应又能与HF反应，那SiO2是两性氧化物吗？
强调：不是， SiO2只能与HF反应，不能与其它酸反应
玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是 ( )
A、烧碱 B、纯碱
C、氢氟酸 D、盐酸
C
2.硅酸( )
硅酸是一种白色胶状的固体，它不溶于水；是一种弱酸，不能使指示剂变色。
H2SiO3
硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。
思考
二氧化硅难溶于水，又不与水反应，那么，如何制得硅酸呢？
实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸
①滴入酚酞溶液呈红色
① Na2SiO3溶液呈碱性
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 +2NaCl
实验探究：
②滴入盐酸有凝胶产生
②硅酸难溶于水
现 象
结 论
方程式
知识拓展：
把稀盐酸加入到Na2SiO3溶液中，会有什么现象？
滴入硫酸有凝胶产生
硅酸难溶于水
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 +2NaCI
现 象
结 论
方程式
课堂练习：
硅酸是一种比碳酸还要弱的酸
（1）请同学们写出向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体的化学方程式
（2）写出H2SiO3与NaOH溶液反应的方程式
硅酸钠
水溶液叫水玻璃。
用途：
【实验4－2】
水份蒸发后燃烧
不易燃烧
用水玻璃浸过的物品可以防火
肥皂填料、黏胶剂、阻燃剂
二、硅酸盐
用蒸馏水浸过 用Na2SiO3饱和溶液浸过
现象
结论
硅酸盐的一般特点：
☆一般不溶于水（除Na、K盐外）化学稳定性高。
☆种类繁多、结构复杂、构成地壳的骨架。
☆通常用氧化物的形式表示其组成。如Na2SiO3 写成Na2O·SiO2
通常用氧化物的形式表示其组成。顺序为：
活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2 ·H2O
Na2SiO3 Na2O·SiO2
CaSiO3 CaO·SiO2
粘土：Al2O3·2SiO2·2H2O
玻璃：Na2O·CaO·6SiO2
水泥： 3CaO·SiO2； 2CaO·SiO2； 3CaO·Al2O3
练习：写成氧化物的形式：
K2SiO3·Al2(SiO3)3·2SiO2
Ca(Al2Si3O10·3H2O)
自然界变化：
硅酸盐岩石→粘土→土壤胶体→吸收NH4＋、K＋等营养离子→供生物吸收。
水泥:以石灰石和黏土为原料
硅酸盐产品
玻璃:以纯碱、石灰石和石英为原料
普通玻璃: Na2O·CaO·6SiO2
陶瓷(China)：以粘土原料
其它重要硅化物
SiC
硅钢（4％）
硅橡胶
三、硅单质（Si）
硅有晶体硅和无定形硅两种单质
1.物理性质:
①灰黑色，有金属光泽，硬而
脆的固体
②熔、沸点高、硬度大
③晶体硅是良好的半导体
2.化学性质:常温下硅的化学性质不活泼
3、用途：
集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。
4、硅的工业制法
用氧化还原反应的概念分析此反应
不反应
不反应
SiO2＋4HF＝SiF4↑
＋2H2O
不反应
2Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3 ＋2H2↑
2NaOH＋SiO2＝
Na2SiO3＋H2O
Si＋2F2＝SiF4
Si＋4HF＝SiF4↑
＋2H2 ↑
Si SiO2
与水
O2
F2
氢氟酸
与NaOH
与CaO