广东省汕头市汕头华侨中学高一化学第四章第一节硅（共36张PPT）
文档属性
| 名称 | 广东省汕头市汕头华侨中学高一化学第四章第一节硅（共36张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-02-04 11:36:39 | ||
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文档简介
(共36张PPT)
1 无机非金属材料的主角——硅
第四章非金属及其化合物
硅与碳一样，最外层电子数是4，既不易失去电子也不易得到电子（p74）
一、硅原子结构
C
Si
硅的化学性质不活泼，主要形成四价化合物。
结构
性质
决 定
1、二氧化硅(SiO2)
2、硅酸盐
思考：为什么自然界不存在游离态的单质硅？
硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的(与碳不同) （p74）
二、硅元素自然界存在形式
硅是构成岩石与许多矿物的基本元素 （p74）
硅的氧化物和硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约在地壳质量的90%以上。（p74）
?硅在自然界分布极广，仅次于氧。
思考：自然界中有无硅单质？
1、工业冶炼（p81第9题）
2、种类
三、硅单质
硅有 和 两种同素异形体
晶体硅
无定形硅
粗硅的制取：
粗硅提纯：
无
3、晶体硅的物理性质
有金属光泽的灰黑色固体
结构类似金刚石，熔点高(1410℃)，硬度大，有脆性
重要的半导体材料，导电性介于导体和绝缘体之间
三、硅单质
三、硅单质
4、化学性质
常温下硅单质的化学性质不活泼，只能跟O2、Cl2、HF和NaOH溶液反应
Si + 2NaOH + H2O ＝ Na2SiO3 + 2H2↑
Si + 4HF ＝ SiF4↑ + 2H2↑
还原剂
氧化剂
（SiF4为无色气体）
硅酸钠
5、主要用途
①信息技术的关键材料，如硅芯片、
晶体管。
②制成光电池，将光能（太阳能）直
接转换为电能。
三、硅单质
——利用硅的半导体性能
1、存在
①结晶形
（石英晶体）
②无定形
——硅藻土
水晶
玛瑙
——硅石（天然的SiO2）
硅石
无色透明
彩色环带状或层状
四、硅的氧化物
四、硅的氧化物
2、结构（p74）
基本结构单元：
晶体结构：
二氧化硅晶体化学式为SiO2 ，不表示含有SiO2分子 ，只表示晶体由Si与O按1:2的比例组成，晶体中只有Si、O原子，没有SiO2 分子
每个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心，O在四个顶角
四面体通过顶角的O相连接，每个O原子周围结合2个Si原子相结合。
[SiO4]四面体
立体网状结构
P76[思考与交流]
SiO2具有哪些物理性质和化学性质？SiO2的性质由什么决定？
由结构决定的，是空间立体网状结构，因此性质很稳定。
物理性质:_____________________________
化学性质:_________________________
稳定，除HF外不与其它酸反应，可以与强碱如NaOH等反应，属酸性氧化物
硬度大、熔点高、难溶于水
观察下图，思考为何盛放NaOH溶液和氢氟酸溶液的试剂瓶与其他溶液不同？
四、硅的氧化物
CuSO4溶液 FeCl3溶液 NaOH溶液 氢氟酸
四、硅的氧化物
3、化学性质
(1)通性——具有酸性氧化物的性质
① 与强碱反应生成盐和水
② 与碱性氧化物反应生成盐
（有粘性，其溶液俗称水玻璃）
玻璃中含有SiO2，但光滑的玻璃与NaOH溶液几乎不反应，而磨砂的玻璃会与NaOH溶液反应生成Na2SiO3，使玻璃瓶塞与试剂瓶粘在一起。
（通常很不活泼）
（2）特性——氢氟酸是唯一可以与之反应的酸
（3）在高温下能与还原剂反应，表现弱氧化性
此反应常用于雕刻玻璃
四、硅的氧化物
与水反应
与碱性氧
化物反应
(CaO)
与碱反应
(NaOH)
CO2 + H2O ＝ H2CO3
CO2 + 2NaOH ＝
Na2CO3 + H2O
CO2 + CaO ＝ CaCO3
不能反应
SiO2 + CaO ＝ CaSiO3
高温
SiO2 + 2NaOH ＝
Na2SiO3 + H2O
与酸反应
SiO2 + 4HF ＝ SiF4↑ + 2H2O
二氧化硅和二氧化碳的化学性质比较
——
二氧化碳 CO2 二氧化硅 SiO2
4、用途
石英玻璃
耐磨材料——轴承、耐磨器皿
电子器件——压电开关、石英钟表、光学仪器
四、硅的氧化物
④工艺品——水晶、玛瑙
⑤光导纤维
四、硅的氧化物
光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝，能对光进行全反射传导，信号损失率极低。
四、硅的氧化物
⑥制普通硅酸盐玻璃的原料：
石灰石、纯碱、石英
制备玻璃原理：
玻璃成分：
CaSiO3、Na2SiO3 、SiO2
五、硅酸（H2SiO3 ）
1、制取 （实验4-1）
溶液颜色由无色变成 色
红
Na2SiO3 + 2HCl＝
2NaCl + H2SiO3(胶体)
红
无
白色胶状沉淀
大于
碱
Na2SiO3溶液呈 性
溶液颜色由 色逐渐变成 色，最后出现
化学方程式：
酸性强弱：
盐酸 硅酸
原理：强酸制弱酸
实验步骤 实验现象 结论和解释
在试管中加入2ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液
再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液颜色变浅并接近消失时停止。
五、硅酸（H2SiO3 ）
2、性质
①物理性质：
②化学性质：
弱酸性：
不稳定性：
白色，胶状，不溶于水的物质
酸性比碳酸弱，不能使酸碱指示剂变色。
Na2SiO3 + CO2 + H2O ＝ H2SiO3（胶体）+ Na2CO3
五、硅酸（H2SiO3 ）
3、硅胶
硅胶用于干燥剂（吸水）、吸附剂（多孔）、催化剂的载体
H2SiO3
硅酸溶胶
硅酸凝胶
硅胶
聚合
干燥脱水
浓度较大
(SiO2)
六、硅酸盐
1、含义
硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称 。
2、特点：
除Na2SiO3等少数硅酸盐外，一般为结构复杂固态化合物，不溶于水，化学性质很稳定。
六、硅酸盐
3、表示方法（p77）
化学式法： 一般用于组成较简单的硅酸盐。
如硅酸钠（ Na2SiO3 ）、硅酸钙（ CaSiO3 ）
氧化物法：针对结构复杂的硅酸盐
如石棉： CaO·3MgO·4SiO2
（普通玻璃的大致组成： Na2O·CaO·6SiO2 ）
注：硅酸盐并不是由氧化物组成
3、硅酸钠（ Na2SiO3 ）
俗称泡花碱，其水溶液即水玻璃，碱性粘稠状。
用于制作木材防火、黏胶剂、硅胶、肥皂填料。
六、硅酸盐
燃烧
不易燃烧
用水玻璃浸泡过的物质可防火
现象
结论
点燃被浸泡过水的木条
点燃被Na2SiO3溶液浸泡过的木条
实验4—2
七、硅酸盐工业
1、传统硅酸盐工业
以含硅物质为原料，经过高温加热制成硅酸盐产品的工业。
如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业。
2、新型无机非金属材料
金刚砂（SiC）：
硅钢（硅的合金）：
硅橡胶：
分子筛：
硬度大，用作磨料
具有导磁性
耐高温、耐低温、良好的弹性、绝缘性
催化剂、吸附性
七、硅酸盐工业
⑴ 玻璃工业
原料 ——
普通玻璃的成分 ——
性质 ——
（2）陶瓷工业
原料 ——
主要成分 ——
没有固定的熔点，只是在一定范围内逐渐软化
纯碱、石灰石、石英
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
黏土
（硅酸盐岩石长期在水和大气中二氧化碳的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体p77）
铝硅酸盐
七、硅酸盐工业
（3） 水泥工业
原料 —
成分 —
特性——
石灰石、黏土、辅助原料（石膏）
硅酸三钙 3CaO·SiO2
硅酸二钙 2CaO·SiO2
铝酸三钙 3CaO·Al2O3
水硬性（水泥和水掺和搅拌、静止后变硬的特性。）
水泥的水硬性是化学性质，发生的变化属于化学变化。
2．可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是 （ ）
A．二氧化硅 B．粗硅
C．高纯硅 D．硅酸盐
下列物质中主要成分不是二氧化硅的是（ ）
A．硅胶 B．水晶
C．玛瑙 D．硅石
A
C
练习
4．下列物质中，能够与NaOH溶液反应的是 （ ） A．碳酸钠 B．硅酸钠
C．二氧化硅 D．氢氧化铝
3．构成地壳基本骨架的非金属元素是 （ ）
A．Al B．O
C． Si D．C
C
CD
练习
5．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中 （ ）
A．具有玻璃塞的细口瓶
B．具有玻璃塞的广口瓶
C．带滴管的滴瓶
D．具有橡胶塞的细口瓶
D
练习
6．二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是 （ ）
A．浓盐酸 B．硫酸
C．硝酸 D．氢氟酸
D
练习
7．二氧化硅属于酸性氧化物，理由是（ ）
A．Si是非金属元素
B．SiO2对应的水化物是可溶性弱酸
C．SiO2与强碱反应生成盐和水
D．SiO2不能与酸反应
C
练习
8．下列几种物质其主要成分不是二氧化硅的是（ ）
①钻石 ②玛瑙 ③金刚砂 ④石英晶体
⑤硅藻土 ⑥水晶 ⑦大理石 ⑧光导纤维
①③⑦
练习
9．下列不属于传统硅酸盐产品的是（ ）
A．玻璃 B．水泥
C．光导纤维 D．陶瓷
C
练习
1 无机非金属材料的主角——硅
第四章非金属及其化合物
硅与碳一样，最外层电子数是4，既不易失去电子也不易得到电子（p74）
一、硅原子结构
C
Si
硅的化学性质不活泼，主要形成四价化合物。
结构
性质
决 定
1、二氧化硅(SiO2)
2、硅酸盐
思考：为什么自然界不存在游离态的单质硅？
硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的(与碳不同) （p74）
二、硅元素自然界存在形式
硅是构成岩石与许多矿物的基本元素 （p74）
硅的氧化物和硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约在地壳质量的90%以上。（p74）
?硅在自然界分布极广，仅次于氧。
思考：自然界中有无硅单质？
1、工业冶炼（p81第9题）
2、种类
三、硅单质
硅有 和 两种同素异形体
晶体硅
无定形硅
粗硅的制取：
粗硅提纯：
无
3、晶体硅的物理性质
有金属光泽的灰黑色固体
结构类似金刚石，熔点高(1410℃)，硬度大，有脆性
重要的半导体材料，导电性介于导体和绝缘体之间
三、硅单质
三、硅单质
4、化学性质
常温下硅单质的化学性质不活泼，只能跟O2、Cl2、HF和NaOH溶液反应
Si + 2NaOH + H2O ＝ Na2SiO3 + 2H2↑
Si + 4HF ＝ SiF4↑ + 2H2↑
还原剂
氧化剂
（SiF4为无色气体）
硅酸钠
5、主要用途
①信息技术的关键材料，如硅芯片、
晶体管。
②制成光电池，将光能（太阳能）直
接转换为电能。
三、硅单质
——利用硅的半导体性能
1、存在
①结晶形
（石英晶体）
②无定形
——硅藻土
水晶
玛瑙
——硅石（天然的SiO2）
硅石
无色透明
彩色环带状或层状
四、硅的氧化物
四、硅的氧化物
2、结构（p74）
基本结构单元：
晶体结构：
二氧化硅晶体化学式为SiO2 ，不表示含有SiO2分子 ，只表示晶体由Si与O按1:2的比例组成，晶体中只有Si、O原子，没有SiO2 分子
每个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心，O在四个顶角
四面体通过顶角的O相连接，每个O原子周围结合2个Si原子相结合。
[SiO4]四面体
立体网状结构
P76[思考与交流]
SiO2具有哪些物理性质和化学性质？SiO2的性质由什么决定？
由结构决定的，是空间立体网状结构，因此性质很稳定。
物理性质:_____________________________
化学性质:_________________________
稳定，除HF外不与其它酸反应，可以与强碱如NaOH等反应，属酸性氧化物
硬度大、熔点高、难溶于水
观察下图，思考为何盛放NaOH溶液和氢氟酸溶液的试剂瓶与其他溶液不同？
四、硅的氧化物
CuSO4溶液 FeCl3溶液 NaOH溶液 氢氟酸
四、硅的氧化物
3、化学性质
(1)通性——具有酸性氧化物的性质
① 与强碱反应生成盐和水
② 与碱性氧化物反应生成盐
（有粘性，其溶液俗称水玻璃）
玻璃中含有SiO2，但光滑的玻璃与NaOH溶液几乎不反应，而磨砂的玻璃会与NaOH溶液反应生成Na2SiO3，使玻璃瓶塞与试剂瓶粘在一起。
（通常很不活泼）
（2）特性——氢氟酸是唯一可以与之反应的酸
（3）在高温下能与还原剂反应，表现弱氧化性
此反应常用于雕刻玻璃
四、硅的氧化物
与水反应
与碱性氧
化物反应
(CaO)
与碱反应
(NaOH)
CO2 + H2O ＝ H2CO3
CO2 + 2NaOH ＝
Na2CO3 + H2O
CO2 + CaO ＝ CaCO3
不能反应
SiO2 + CaO ＝ CaSiO3
高温
SiO2 + 2NaOH ＝
Na2SiO3 + H2O
与酸反应
SiO2 + 4HF ＝ SiF4↑ + 2H2O
二氧化硅和二氧化碳的化学性质比较
——
二氧化碳 CO2 二氧化硅 SiO2
4、用途
石英玻璃
耐磨材料——轴承、耐磨器皿
电子器件——压电开关、石英钟表、光学仪器
四、硅的氧化物
④工艺品——水晶、玛瑙
⑤光导纤维
四、硅的氧化物
光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝，能对光进行全反射传导，信号损失率极低。
四、硅的氧化物
⑥制普通硅酸盐玻璃的原料：
石灰石、纯碱、石英
制备玻璃原理：
玻璃成分：
CaSiO3、Na2SiO3 、SiO2
五、硅酸（H2SiO3 ）
1、制取 （实验4-1）
溶液颜色由无色变成 色
红
Na2SiO3 + 2HCl＝
2NaCl + H2SiO3(胶体)
红
无
白色胶状沉淀
大于
碱
Na2SiO3溶液呈 性
溶液颜色由 色逐渐变成 色，最后出现
化学方程式：
酸性强弱：
盐酸 硅酸
原理：强酸制弱酸
实验步骤 实验现象 结论和解释
在试管中加入2ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液
再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液颜色变浅并接近消失时停止。
五、硅酸（H2SiO3 ）
2、性质
①物理性质：
②化学性质：
弱酸性：
不稳定性：
白色，胶状，不溶于水的物质
酸性比碳酸弱，不能使酸碱指示剂变色。
Na2SiO3 + CO2 + H2O ＝ H2SiO3（胶体）+ Na2CO3
五、硅酸（H2SiO3 ）
3、硅胶
硅胶用于干燥剂（吸水）、吸附剂（多孔）、催化剂的载体
H2SiO3
硅酸溶胶
硅酸凝胶
硅胶
聚合
干燥脱水
浓度较大
(SiO2)
六、硅酸盐
1、含义
硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称 。
2、特点：
除Na2SiO3等少数硅酸盐外，一般为结构复杂固态化合物，不溶于水，化学性质很稳定。
六、硅酸盐
3、表示方法（p77）
化学式法： 一般用于组成较简单的硅酸盐。
如硅酸钠（ Na2SiO3 ）、硅酸钙（ CaSiO3 ）
氧化物法：针对结构复杂的硅酸盐
如石棉： CaO·3MgO·4SiO2
（普通玻璃的大致组成： Na2O·CaO·6SiO2 ）
注：硅酸盐并不是由氧化物组成
3、硅酸钠（ Na2SiO3 ）
俗称泡花碱，其水溶液即水玻璃，碱性粘稠状。
用于制作木材防火、黏胶剂、硅胶、肥皂填料。
六、硅酸盐
燃烧
不易燃烧
用水玻璃浸泡过的物质可防火
现象
结论
点燃被浸泡过水的木条
点燃被Na2SiO3溶液浸泡过的木条
实验4—2
七、硅酸盐工业
1、传统硅酸盐工业
以含硅物质为原料，经过高温加热制成硅酸盐产品的工业。
如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业。
2、新型无机非金属材料
金刚砂（SiC）：
硅钢（硅的合金）：
硅橡胶：
分子筛：
硬度大，用作磨料
具有导磁性
耐高温、耐低温、良好的弹性、绝缘性
催化剂、吸附性
七、硅酸盐工业
⑴ 玻璃工业
原料 ——
普通玻璃的成分 ——
性质 ——
（2）陶瓷工业
原料 ——
主要成分 ——
没有固定的熔点，只是在一定范围内逐渐软化
纯碱、石灰石、石英
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
黏土
（硅酸盐岩石长期在水和大气中二氧化碳的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体p77）
铝硅酸盐
七、硅酸盐工业
（3） 水泥工业
原料 —
成分 —
特性——
石灰石、黏土、辅助原料（石膏）
硅酸三钙 3CaO·SiO2
硅酸二钙 2CaO·SiO2
铝酸三钙 3CaO·Al2O3
水硬性（水泥和水掺和搅拌、静止后变硬的特性。）
水泥的水硬性是化学性质，发生的变化属于化学变化。
2．可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是 （ ）
A．二氧化硅 B．粗硅
C．高纯硅 D．硅酸盐
下列物质中主要成分不是二氧化硅的是（ ）
A．硅胶 B．水晶
C．玛瑙 D．硅石
A
C
练习
4．下列物质中，能够与NaOH溶液反应的是 （ ） A．碳酸钠 B．硅酸钠
C．二氧化硅 D．氢氧化铝
3．构成地壳基本骨架的非金属元素是 （ ）
A．Al B．O
C． Si D．C
C
CD
练习
5．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中 （ ）
A．具有玻璃塞的细口瓶
B．具有玻璃塞的广口瓶
C．带滴管的滴瓶
D．具有橡胶塞的细口瓶
D
练习
6．二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是 （ ）
A．浓盐酸 B．硫酸
C．硝酸 D．氢氟酸
D
练习
7．二氧化硅属于酸性氧化物，理由是（ ）
A．Si是非金属元素
B．SiO2对应的水化物是可溶性弱酸
C．SiO2与强碱反应生成盐和水
D．SiO2不能与酸反应
C
练习
8．下列几种物质其主要成分不是二氧化硅的是（ ）
①钻石 ②玛瑙 ③金刚砂 ④石英晶体
⑤硅藻土 ⑥水晶 ⑦大理石 ⑧光导纤维
①③⑦
练习
9．下列不属于传统硅酸盐产品的是（ ）
A．玻璃 B．水泥
C．光导纤维 D．陶瓷
C
练习