高中化学人教版必修1第四章第一节4.1.1无机非金属材料的主角--硅（共30张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中化学人教版必修1第四章第一节4.1.1无机非金属材料的主角--硅（共30张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.1MB | ||
| 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 | 2019-10-10 10:46:49 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
第四章 非金属及其化合物
4.1无机非金属材料的主角－硅
4.1.1二氧化硅和硅酸
人教版 必修一
科学视野
美国的硅谷——“斯坦福科研工业区”是美国电子和计算机工业中心，位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣安两城之间的一条长４８公里，宽１６公里的长条形地带上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半导体公司，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。
硅谷 silicon valley
胡
你知道吗？
Si元素在地壳中的含量排在第几位？
氧48.6%
硅26.3%
铝7.73%
铁4.75%
钙3.45%
钠2.74%
钾2.47%
镁2.00%
氢0.16%
其他1.20%
科学视野
锦绣中华
主要成份：
SiO2
主要成份：
SiO2
硅的存在与分布：硅在地壳中含量第二，硅的氧化物及硅酸盐约占地壳质量的90%以上。没有游离态，只有化合态(因为它是亲氧元素）；自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。
思考、讨论：Ｃ、Ｓi原子结构相似，那么Ｃ、Ｓi性质一样吗 ？
C
Si
碳、硅的最外层有四个电子，既不易失去电子，也不易得到电子，所以硅的化学性质不如碳活泼,主要形成四价化合物，碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强。因此碳和硅在自然界中存在形式有所不同。
你能画出碳和硅原子结构示意图吗？
一.硅单质
1、存在：
2、物理性质：
导电性介于导体和绝缘体之间。
在自然界中，没有游离态的硅，只有化合态的硅。单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410℃)和沸点都很高，硬度大。
1、存在
二、二氧化硅（ SiO2 ）
广泛存在于自然界，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石。
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅（ SiO2）
(1)二氧化硅存在
结晶形（石英晶体）
无定形——硅藻土
{
水晶
玛瑙
正四面体
空间网状结构
硅氧原子比例：1 : 2
没有SiO2 分子存在，
只存在硅氧原子
硅原子——
[SiO2]四面体
科学视野
（二）二氧化硅的结构
其性质主要与结构有关：
正四面体空间网状结构
2、二氧化硅的用途：石英制品
现代通信用光缆
光学纤维胃镜
用光导纤维做
无开刀手术
光导纤维手术头灯
二氧化硅的重要用途：光导纤维材料
P76思考与交流
物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水，不导电
根据SiO2的存在和应用。分析：
①SiO2有哪些物理性质？
②化学稳定性如何？
化学稳定性：通常情况稳定，不活泼。不与水、酸（除氢氟酸外）发生反应，耐高温、耐腐蚀。
想一想： SiO2属于酸性氧化物，推测它的化学性质。
酸性氧化物 + 水 = 酸
酸性氧化物 + 碱 = 盐 + 水
酸性氧化物 + 碱性氧化物 = 盐
3、二氧化硅的化学性质
（1）酸性氧化物的性质（如同CO2）
高温
SiO2＋ CaO ==
CaSiO3
a.与强碱反应生成盐和水
SiO2 ＋ 2NaOH =
Na2SiO3 ＋H2O
b.与碱性氧化物反应生成盐
（有粘性）
（1）酸性氧化物的性质（如同CO2）
硅酸钠
c.特性——与唯一的酸氢氟酸（HF）反应
SiO2 + 4HF＝SiF4 ↑ + 2H2O
（用于雕刻玻璃）
二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较
CO2+H2O=H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+Na2O=Na2CO3
不反应
SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O
固态 硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子、硅藻土
熔、沸点低， 微溶于水
气 态 空 气
熔点高，硬度大，不溶于水
——
与氢氟酸反应
SiO2 ＋ 4HF=SiF4↑＋ 2H2O
人工降雨，灭火等
装饰、石英坩埚、光纤等
高温
1、实验室盛装NaOH
溶液的试剂瓶为什么
用橡胶塞而不用玻璃塞？
NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成 Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。
SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O
想一想
图 4-6 实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶
3、某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物.是否正确?
动动脑筋
2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？
HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不 能用
玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。
SiO2 ＋ 4HF =SiF4↑＋ 2H2O
此反应常用于雕刻玻璃
不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不跟
其它酸反应，而是属于酸性氧化物。
想一想：怎样设计实验制取H2SiO3呢？
2、硅酸 （H2SiO3）
温馨提示：
CO2＋H2O＝H2CO3 ，但是SiO2不能与水直接
化合成H2SiO3。
(1)性质:
硅酸是一种白色固体，溶解度很小，而且是一种
弱酸,酸性比H2CO3还弱。
(2)制备:
制取原理：强酸制弱酸
滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，有透明的凝胶产生，溶液红色变浅至无色
Na2SiO3溶液呈碱性，与盐酸反应生成不溶于水的硅酸。
阅读课本P76并
探究实验4-1
Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3（胶体）
SiO32- + 2H+ == H2SiO3（胶体）
生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干
燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用
做干燥剂。
（3）用途
一、SiO2
结构特点
物理性质
化学性质
用 途
①
②
③
④
二、H2SiO3
物理性质
化学性质
用 途
实验室制法
小 结
1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是
A.溶解性：CO2 B.酸性：H2SiO3 > H2CO3
C.熔点：SiO2 > CO2
D.硬度： SiO2C
课堂练习
2、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
看谁做得最好（课后小测）
写出下列的化学方程式：
１、二氧化硅和氢氟酸反应
2、二氧化硅和氧化钙反应
3、二氧化硅和氢氧化钠溶液
4、实验室制取硅酸
5、二氧化碳通入氢氧化钠溶液
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
SiO2+CaO=高温=CaSiO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
谢谢
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第四章 非金属及其化合物
4.1无机非金属材料的主角－硅
4.1.1二氧化硅和硅酸
人教版 必修一
科学视野
美国的硅谷——“斯坦福科研工业区”是美国电子和计算机工业中心，位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣安两城之间的一条长４８公里，宽１６公里的长条形地带上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半导体公司，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。
硅谷 silicon valley
胡
你知道吗？
Si元素在地壳中的含量排在第几位？
氧48.6%
硅26.3%
铝7.73%
铁4.75%
钙3.45%
钠2.74%
钾2.47%
镁2.00%
氢0.16%
其他1.20%
科学视野
锦绣中华
主要成份：
SiO2
主要成份：
SiO2
硅的存在与分布：硅在地壳中含量第二，硅的氧化物及硅酸盐约占地壳质量的90%以上。没有游离态，只有化合态(因为它是亲氧元素）；自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。
思考、讨论：Ｃ、Ｓi原子结构相似，那么Ｃ、Ｓi性质一样吗 ？
C
Si
碳、硅的最外层有四个电子，既不易失去电子，也不易得到电子，所以硅的化学性质不如碳活泼,主要形成四价化合物，碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强。因此碳和硅在自然界中存在形式有所不同。
你能画出碳和硅原子结构示意图吗？
一.硅单质
1、存在：
2、物理性质：
导电性介于导体和绝缘体之间。
在自然界中，没有游离态的硅，只有化合态的硅。单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410℃)和沸点都很高，硬度大。
1、存在
二、二氧化硅（ SiO2 ）
广泛存在于自然界，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石。
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅（ SiO2）
(1)二氧化硅存在
结晶形（石英晶体）
无定形——硅藻土
{
水晶
玛瑙
正四面体
空间网状结构
硅氧原子比例：1 : 2
没有SiO2 分子存在，
只存在硅氧原子
硅原子——
[SiO2]四面体
科学视野
（二）二氧化硅的结构
其性质主要与结构有关：
正四面体空间网状结构
2、二氧化硅的用途：石英制品
现代通信用光缆
光学纤维胃镜
用光导纤维做
无开刀手术
光导纤维手术头灯
二氧化硅的重要用途：光导纤维材料
P76思考与交流
物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水，不导电
根据SiO2的存在和应用。分析：
①SiO2有哪些物理性质？
②化学稳定性如何？
化学稳定性：通常情况稳定，不活泼。不与水、酸（除氢氟酸外）发生反应，耐高温、耐腐蚀。
想一想： SiO2属于酸性氧化物，推测它的化学性质。
酸性氧化物 + 水 = 酸
酸性氧化物 + 碱 = 盐 + 水
酸性氧化物 + 碱性氧化物 = 盐
3、二氧化硅的化学性质
（1）酸性氧化物的性质（如同CO2）
高温
SiO2＋ CaO ==
CaSiO3
a.与强碱反应生成盐和水
SiO2 ＋ 2NaOH =
Na2SiO3 ＋H2O
b.与碱性氧化物反应生成盐
（有粘性）
（1）酸性氧化物的性质（如同CO2）
硅酸钠
c.特性——与唯一的酸氢氟酸（HF）反应
SiO2 + 4HF＝SiF4 ↑ + 2H2O
（用于雕刻玻璃）
二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较
CO2+H2O=H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+Na2O=Na2CO3
不反应
SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O
固态 硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子、硅藻土
熔、沸点低， 微溶于水
气 态 空 气
熔点高，硬度大，不溶于水
——
与氢氟酸反应
SiO2 ＋ 4HF=SiF4↑＋ 2H2O
人工降雨，灭火等
装饰、石英坩埚、光纤等
高温
1、实验室盛装NaOH
溶液的试剂瓶为什么
用橡胶塞而不用玻璃塞？
NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成 Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。
SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O
想一想
图 4-6 实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶
3、某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物.是否正确?
动动脑筋
2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？
HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不 能用
玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。
SiO2 ＋ 4HF =SiF4↑＋ 2H2O
此反应常用于雕刻玻璃
不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不跟
其它酸反应，而是属于酸性氧化物。
想一想：怎样设计实验制取H2SiO3呢？
2、硅酸 （H2SiO3）
温馨提示：
CO2＋H2O＝H2CO3 ，但是SiO2不能与水直接
化合成H2SiO3。
(1)性质:
硅酸是一种白色固体，溶解度很小，而且是一种
弱酸,酸性比H2CO3还弱。
(2)制备:
制取原理：强酸制弱酸
滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，有透明的凝胶产生，溶液红色变浅至无色
Na2SiO3溶液呈碱性，与盐酸反应生成不溶于水的硅酸。
阅读课本P76并
探究实验4-1
Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3（胶体）
SiO32- + 2H+ == H2SiO3（胶体）
生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干
燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用
做干燥剂。
（3）用途
一、SiO2
结构特点
物理性质
化学性质
用 途
①
②
③
④
二、H2SiO3
物理性质
化学性质
用 途
实验室制法
小 结
1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是
A.溶解性：CO2
C.熔点：SiO2 > CO2
D.硬度： SiO2
课堂练习
2、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
看谁做得最好（课后小测）
写出下列的化学方程式：
１、二氧化硅和氢氟酸反应
2、二氧化硅和氧化钙反应
3、二氧化硅和氢氧化钠溶液
4、实验室制取硅酸
5、二氧化碳通入氢氧化钠溶液
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
SiO2+CaO=高温=CaSiO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
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