鲁科版高一化学必修1第四章：第一节 硅 无机非金属材料课件（共23张PPT）
文档属性
| 名称 | 鲁科版高一化学必修1第四章：第一节 硅 无机非金属材料课件（共23张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-07-30 12:43:57 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第1节
硅
无机非金属材料
第四章材料家族中的元素
鲁科版必修1：
硅芯片
光导纤维
水晶艺术品
玻璃制品
阅读课本107页：
了解无机非金属材料分类和主要特性，
并知道一些常见的产品
无机非金属材料
特点：
分类：
耐高温、硬度高、抗腐蚀、
有的还有光电特性
传统无机
非金属材料
新型无机
非金属材料
例子：玻璃、水泥、
陶瓷等硅酸盐材料
例子：高温结构陶瓷、
生物陶瓷、压电陶瓷
硅元素在地壳中的含量
一：单质硅与半导体材料
阅读课本107-108页知识：思考下列问题问题。
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？
4、
硅有什么物理性质？
1、硅只有化合态，无游离态；在地壳中含量
居第二位。例：二氧化硅和硅酸盐等。
2、硅两种同素异形体：
晶体硅和无定形硅（非晶硅）.
3
、硅导电性介于导体和绝缘体之间。
晶体硅是灰黑色
、硬而脆、有金属光泽的固体。单质硅是良好的半导体材料
(一）、单质硅的物理性质
最外层电子数都是4个。
硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子。
结论：常温下硅的化学性质不活泼。
思考：
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？
硅的原子结构示意图
碳的原子结构示意图
（二）、化学性质
1、在常温下，硅的化学性质不活泼，
它不易与氢气、氧气、氯气、硫酸、
硝酸等物质发生反应。
2、在加热的条件下。
硅能与某些非金属单质反应
Si
+O2
==
SiO2
了解：1、在常温下，硅可以和氟气（F2）、
氢氟酸（HF）和强碱反应。
例如：Si+4HF=SiF4
↑+2H2↑
Si+2H2
==
SiH4
高温
（三）、工业制粗硅：
SiO2
+
2C
===
Si
+
2CO
↑
高温
工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到
含有少量杂质的粗硅
（四）.硅的用途
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）
二、二氧化硅与光导纤维
硅石
玛瑙
水晶
石英
存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、
石英的主要成分就是二氧化硅。
1、
二氧化硅一般知识
结构：二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的。
物理性质：熔点高、硬度大。透明的石英晶体
即通常所说的水晶。
用途：常用来制造电子部件、光学仪器、
石英表中的压电材料、光导纤维等。
二氧化硅的结构模型
Si
O
SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定
2、二氧化硅的化学性质
SiO2不与水反应!
SiO2
+
CaO
===
CaSiO3
SiO2
+
2NaOH
==
Na2SiO3
+
H2O
高温
（1）
SiO2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
注：
SiO2对应的酸H2SiO3是比H2CO3更弱
得酸！不溶于水
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溶液反应生成粘性的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。
了解：
Na2SiO3易溶于水，其水溶液俗名“水玻璃”，
是一种矿物胶，可做黏合剂。
（2）、
SiO2能与氢氟酸反应
SiO2
+
4HF
==
SiF4
?
+
2H2O
你知道吗？
玻璃花雕刻工艺利用了什么化学反应原理么？
知道：除氢氟酸外，二氧化硅
不与其它的酸反应！
3、光导纤维（自学阅读课本109-110页知识）
①通讯质量好；
②原料来源广；
③质量轻、耐腐蚀，铺设方便；
④抗干扰性能好，保密性好，不发生辐射；
用于通讯外，还用于医疗、信息处理、
遥测遥控等
光导纤维（二氧化硅
）
主要特性
主要用途
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.磨口玻璃塞的试剂瓶里可以存放HF溶液????
C.SiO2是制造光导纤维的原料
D.SiO2跟水反应可得硅酸
C
即学即用
三.硅酸盐与无机非金属材料（自学知识）
1、硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式
表示他们的组成组成的表示方法
例如：黏土：主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O
石英：SiO2
；
长石:钾长石
K2O.Al2O3.6SiO2
钠长石
Na2O.Al2O3.6SiO2
硅酸盐制品性质稳定，熔点很高、大都难溶于水。
总结：
金属氧化物写在前面，再写SiO2，最后写H2O；
氧化物之间用“·”隔开。若有两种金属氧化物,
则活泼的在前,不活泼的在后。
1、原料
主要原料：纯碱、石灰石和石英
玻璃工业
2、成分
Na2SiO3、CaSiO3、
SiO2
3、反应原理
4、设备
玻璃熔炉
Na2CO3
CaCO3
SiO2
高温
高温
1、
玻璃的重要性质：
1）玻璃在常温下呈固态，称为玻璃态物质；
2）玻璃是混合物，没有一定的熔点，只是在某一温度范围内慢慢软化。
水泥工业
原料
水泥特性
水泥成分
水泥应用
硅酸三钙（3CaO·SiO2）
硅酸二钙（2CaO·SiO2）
铝酸三钙（3CaO·Al2O3）
石灰石、黏土
水硬性:与水掺和搅拌幷静止后，很容易凝固变硬。
建筑材料
水下工程
水泥、沙子和水的混合物，
叫做混凝土
钢筋混凝土：混凝土用
钢筋作结构
2、
陶器的制作工序：了解
主要成分:
硅酸盐
3、陶
瓷
主要原料:
黏土
1．制水泥和玻璃时都需要用的原料是(
)
A．粘土
B．石英
C．石灰石
D．纯碱
2·下列物质不属于硅酸盐工业产品的是（
）
A·水泥
B·玻
C·陶瓷
D·水晶
3·不是普通硅酸盐水泥的主要成分是
（
）
A·3CaO·SiO2
B、2CaO·SiO2
C·3CaO·Al2O3
D、MgO·SiO2
C
即学即练
D
D
第1节
硅
无机非金属材料
第四章材料家族中的元素
鲁科版必修1：
硅芯片
光导纤维
水晶艺术品
玻璃制品
阅读课本107页：
了解无机非金属材料分类和主要特性，
并知道一些常见的产品
无机非金属材料
特点：
分类：
耐高温、硬度高、抗腐蚀、
有的还有光电特性
传统无机
非金属材料
新型无机
非金属材料
例子：玻璃、水泥、
陶瓷等硅酸盐材料
例子：高温结构陶瓷、
生物陶瓷、压电陶瓷
硅元素在地壳中的含量
一：单质硅与半导体材料
阅读课本107-108页知识：思考下列问题问题。
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？
4、
硅有什么物理性质？
1、硅只有化合态，无游离态；在地壳中含量
居第二位。例：二氧化硅和硅酸盐等。
2、硅两种同素异形体：
晶体硅和无定形硅（非晶硅）.
3
、硅导电性介于导体和绝缘体之间。
晶体硅是灰黑色
、硬而脆、有金属光泽的固体。单质硅是良好的半导体材料
(一）、单质硅的物理性质
最外层电子数都是4个。
硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子。
结论：常温下硅的化学性质不活泼。
思考：
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？
硅的原子结构示意图
碳的原子结构示意图
（二）、化学性质
1、在常温下，硅的化学性质不活泼，
它不易与氢气、氧气、氯气、硫酸、
硝酸等物质发生反应。
2、在加热的条件下。
硅能与某些非金属单质反应
Si
+O2
==
SiO2
了解：1、在常温下，硅可以和氟气（F2）、
氢氟酸（HF）和强碱反应。
例如：Si+4HF=SiF4
↑+2H2↑
Si+2H2
==
SiH4
高温
（三）、工业制粗硅：
SiO2
+
2C
===
Si
+
2CO
↑
高温
工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到
含有少量杂质的粗硅
（四）.硅的用途
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）
二、二氧化硅与光导纤维
硅石
玛瑙
水晶
石英
存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、
石英的主要成分就是二氧化硅。
1、
二氧化硅一般知识
结构：二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的。
物理性质：熔点高、硬度大。透明的石英晶体
即通常所说的水晶。
用途：常用来制造电子部件、光学仪器、
石英表中的压电材料、光导纤维等。
二氧化硅的结构模型
Si
O
SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定
2、二氧化硅的化学性质
SiO2不与水反应!
SiO2
+
CaO
===
CaSiO3
SiO2
+
2NaOH
==
Na2SiO3
+
H2O
高温
（1）
SiO2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
注：
SiO2对应的酸H2SiO3是比H2CO3更弱
得酸！不溶于水
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溶液反应生成粘性的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。
了解：
Na2SiO3易溶于水，其水溶液俗名“水玻璃”，
是一种矿物胶，可做黏合剂。
（2）、
SiO2能与氢氟酸反应
SiO2
+
4HF
==
SiF4
?
+
2H2O
你知道吗？
玻璃花雕刻工艺利用了什么化学反应原理么？
知道：除氢氟酸外，二氧化硅
不与其它的酸反应！
3、光导纤维（自学阅读课本109-110页知识）
①通讯质量好；
②原料来源广；
③质量轻、耐腐蚀，铺设方便；
④抗干扰性能好，保密性好，不发生辐射；
用于通讯外，还用于医疗、信息处理、
遥测遥控等
光导纤维（二氧化硅
）
主要特性
主要用途
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.磨口玻璃塞的试剂瓶里可以存放HF溶液????
C.SiO2是制造光导纤维的原料
D.SiO2跟水反应可得硅酸
C
即学即用
三.硅酸盐与无机非金属材料（自学知识）
1、硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式
表示他们的组成组成的表示方法
例如：黏土：主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O
石英：SiO2
；
长石:钾长石
K2O.Al2O3.6SiO2
钠长石
Na2O.Al2O3.6SiO2
硅酸盐制品性质稳定，熔点很高、大都难溶于水。
总结：
金属氧化物写在前面，再写SiO2，最后写H2O；
氧化物之间用“·”隔开。若有两种金属氧化物,
则活泼的在前,不活泼的在后。
1、原料
主要原料：纯碱、石灰石和石英
玻璃工业
2、成分
Na2SiO3、CaSiO3、
SiO2
3、反应原理
4、设备
玻璃熔炉
Na2CO3
CaCO3
SiO2
高温
高温
1、
玻璃的重要性质：
1）玻璃在常温下呈固态，称为玻璃态物质；
2）玻璃是混合物，没有一定的熔点，只是在某一温度范围内慢慢软化。
水泥工业
原料
水泥特性
水泥成分
水泥应用
硅酸三钙（3CaO·SiO2）
硅酸二钙（2CaO·SiO2）
铝酸三钙（3CaO·Al2O3）
石灰石、黏土
水硬性:与水掺和搅拌幷静止后，很容易凝固变硬。
建筑材料
水下工程
水泥、沙子和水的混合物，
叫做混凝土
钢筋混凝土：混凝土用
钢筋作结构
2、
陶器的制作工序：了解
主要成分:
硅酸盐
3、陶
瓷
主要原料:
黏土
1．制水泥和玻璃时都需要用的原料是(
)
A．粘土
B．石英
C．石灰石
D．纯碱
2·下列物质不属于硅酸盐工业产品的是（
）
A·水泥
B·玻
C·陶瓷
D·水晶
3·不是普通硅酸盐水泥的主要成分是
（
）
A·3CaO·SiO2
B、2CaO·SiO2
C·3CaO·Al2O3
D、MgO·SiO2
C
即学即练
D
D