硅
图片预览
文档简介
(共26张PPT)
第一节 无机非金属材料的主角—硅
地壳中含量最多的元素是 ______，其次是______；空气中含量最多的元素是_______，其次是_______。人体生理必需的食用盐是______。人类活动所产生的影响大气质量的气态物质SO2、CO、NO2等属于__________________类别。
非金属和金属一样，与人类的关系十分密切。
你知道吗
氧
硅
氮
氧
NaCl
非金属氧化物
第一节 无机非金属材料的主角——硅
硅谷 silicon valley
美国的硅谷——位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡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（思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果） ，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。该地区客观上成为美国高新技术的摇篮。
现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词，也是高新科技的象征。
硅元素(silicon)在地壳中的含量
硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中 大部分的岩石、沙子和土壤。约占地壳 总量的90%以上。
硅在元素周期表上的位置
家族老大、老二——碳、硅
硅—统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。
碳—统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。
请画出它们的原子结构示意图。
Si
碳、硅原子最外层电子数是4。
C
资料: 在25℃和101kPa的条件下，由单质生成 1molCO2时放热393.5kJ；而在同样条件下，生成1molSiO2时放热910.9kJ。放热越多，其生成物通常越稳定，可见SiO2比CO2更容易生成，而且更稳定。
①硅的亲氧性强于碳的亲氧性。
②因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以SiO2及硅酸盐形式存在。
思考：阅读资料，比较碳、硅亲合氧的能力及硅在自然存在形式？
？
讨论：阅读课本P74-75页试画出由硅石开始的树状分类图。
硅石
结晶形（石英）
无定形（硅藻土）
水晶
玛瑙
水晶
玛瑙
一、二氧化硅(silicon dioxide)和硅酸
请大家阅读P74[科学视野]——二氧化硅的基本单元
可见Si、O个数比为
SiO2
1：2
Si
O
SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然界的广泛存在（玛瑙、石英、水晶，沙子等），因此从古到今都被人类广泛地应用着。
二氧化硅的用途：
制光导纤维、实验仪器和饰物等。
请根据SiO2的存在和应用，结合课本内容，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？具有哪些化学性质？
思考与交流
物理性质：
化学性质：
熔点高、硬度大、
化学稳定性好，除与氢氟酸反应外,不与其它酸反应，属于酸性氧化物,高温能与碱性氧化物反应，能与强碱反应 。
不溶于水、不导电。
2）与氢氟酸反应（特性）
1）是酸性氧化物
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
SiO2 + CaO = CaSiO3
高温
SiO2 + 4HF =SiF4 ↑ + 2H2O（特性）
你知道吗？
如何在玻璃上雕刻？
SiO2 + H2O →
与其它酸不反应——（H2SO4、HNO3、HCl）
因此，盛装氢氟酸的试剂瓶不能用玻璃瓶，而是用塑料瓶。
1、二氧化硅
（和CO2比较）
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溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。
未进行磨砂处理的玻璃,在常温下是不能被强碱腐蚀的.
注意：
试剂
二氧化硅
氢氧化钠溶液
硝酸银晶体
氢氟酸
浓硫酸
试剂瓶
细口磨口塞
广口瓶
细口橡皮塞
棕色广口瓶
细口塑料瓶
实验室有五种试剂，根据它们各自的性质， 必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。
2、硅酸(H2SiO3)
[实验4-1] 向饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸。
现象
结论
方程式
滴入酚酞溶液呈红色，
Na2SiO3溶液呈碱性,
问题：怎样由石英(SiO2)制取硅酸？
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
硅酸难溶于水
滴入盐酸有白色胶状沉淀产生
SiO32— + 2H+ = H2SiO3↓
已知硅酸酸性比碳酸弱,请你描述将CO2 通入到饱和的Na2SiO3溶液中产生的现象，并写出有关化学反应方程式。
思考：
现象：硅酸沉淀生成。
化学方程式：
Na2SiO3 + H2O + CO2 = H2SiO3 ↓ + Na2CO3
Na2SiO3 + 2H2O + 2CO2 = H2SiO3 ↓ + 2NaHCO3
[补充实验]将CO2通入到饱和的Na2SiO3溶液。
硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。
H2SiO3 = H2O+SiO2
加热
硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作 实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。
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 H2CO3
C.熔点：SiO2 > CO2（干冰） D.硬度： SiO2练一练
★
2、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
★
3、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 氢氧化钠溶液
练一练
★
4、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含有石灰石、石英， ；
有关反应的离子方程式为 。
取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反应，
CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑+ H2O
若产生气体，说明样品中有石灰石，
若仍有不溶物，说明样品中有石英。
小结
请完成有关反应方程式。
SiO2
Na2SiO3
H2SiO3
①
②
③
④
课后作业：课本P80—习题3、5、6。
Si
⑤
⑥
⑦
第一节 无机非金属材料的主角—硅
地壳中含量最多的元素是 ______，其次是______；空气中含量最多的元素是_______，其次是_______。人体生理必需的食用盐是______。人类活动所产生的影响大气质量的气态物质SO2、CO、NO2等属于__________________类别。
非金属和金属一样，与人类的关系十分密切。
你知道吗
氧
硅
氮
氧
NaCl
非金属氧化物
第一节 无机非金属材料的主角——硅
硅谷 silicon valley
美国的硅谷——位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡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（思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果） ，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。该地区客观上成为美国高新技术的摇篮。
现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词，也是高新科技的象征。
硅元素(silicon)在地壳中的含量
硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中 大部分的岩石、沙子和土壤。约占地壳 总量的90%以上。
硅在元素周期表上的位置
家族老大、老二——碳、硅
硅—统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。
碳—统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。
请画出它们的原子结构示意图。
Si
碳、硅原子最外层电子数是4。
C
资料: 在25℃和101kPa的条件下，由单质生成 1molCO2时放热393.5kJ；而在同样条件下，生成1molSiO2时放热910.9kJ。放热越多，其生成物通常越稳定，可见SiO2比CO2更容易生成，而且更稳定。
①硅的亲氧性强于碳的亲氧性。
②因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以SiO2及硅酸盐形式存在。
思考：阅读资料，比较碳、硅亲合氧的能力及硅在自然存在形式？
？
讨论：阅读课本P74-75页试画出由硅石开始的树状分类图。
硅石
结晶形（石英）
无定形（硅藻土）
水晶
玛瑙
水晶
玛瑙
一、二氧化硅(silicon dioxide)和硅酸
请大家阅读P74[科学视野]——二氧化硅的基本单元
可见Si、O个数比为
SiO2
1：2
Si
O
SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然界的广泛存在（玛瑙、石英、水晶，沙子等），因此从古到今都被人类广泛地应用着。
二氧化硅的用途：
制光导纤维、实验仪器和饰物等。
请根据SiO2的存在和应用，结合课本内容，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？具有哪些化学性质？
思考与交流
物理性质：
化学性质：
熔点高、硬度大、
化学稳定性好，除与氢氟酸反应外,不与其它酸反应，属于酸性氧化物,高温能与碱性氧化物反应，能与强碱反应 。
不溶于水、不导电。
2）与氢氟酸反应（特性）
1）是酸性氧化物
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
SiO2 + CaO = CaSiO3
高温
SiO2 + 4HF =SiF4 ↑ + 2H2O（特性）
你知道吗？
如何在玻璃上雕刻？
SiO2 + H2O →
与其它酸不反应——（H2SO4、HNO3、HCl）
因此，盛装氢氟酸的试剂瓶不能用玻璃瓶，而是用塑料瓶。
1、二氧化硅
（和CO2比较）
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溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。
未进行磨砂处理的玻璃,在常温下是不能被强碱腐蚀的.
注意：
试剂
二氧化硅
氢氧化钠溶液
硝酸银晶体
氢氟酸
浓硫酸
试剂瓶
细口磨口塞
广口瓶
细口橡皮塞
棕色广口瓶
细口塑料瓶
实验室有五种试剂，根据它们各自的性质， 必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。
2、硅酸(H2SiO3)
[实验4-1] 向饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸。
现象
结论
方程式
滴入酚酞溶液呈红色，
Na2SiO3溶液呈碱性,
问题：怎样由石英(SiO2)制取硅酸？
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
硅酸难溶于水
滴入盐酸有白色胶状沉淀产生
SiO32— + 2H+ = H2SiO3↓
已知硅酸酸性比碳酸弱,请你描述将CO2 通入到饱和的Na2SiO3溶液中产生的现象，并写出有关化学反应方程式。
思考：
现象：硅酸沉淀生成。
化学方程式：
Na2SiO3 + H2O + CO2 = H2SiO3 ↓ + Na2CO3
Na2SiO3 + 2H2O + 2CO2 = H2SiO3 ↓ + 2NaHCO3
[补充实验]将CO2通入到饱和的Na2SiO3溶液。
硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。
H2SiO3 = H2O+SiO2
加热
硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作 实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。
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（干冰） D.硬度： SiO2
★
2、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
★
3、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 氢氧化钠溶液
练一练
★
4、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含有石灰石、石英， ；
有关反应的离子方程式为 。
取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反应，
CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑+ H2O
若产生气体，说明样品中有石灰石，
若仍有不溶物，说明样品中有石英。
小结
请完成有关反应方程式。
SiO2
Na2SiO3
H2SiO3
①
②
③
④
课后作业：课本P80—习题3、5、6。
Si
⑤
⑥
⑦