高中化學《無機非金屬材料的主角硅》：課件七（48張PPT）（人教版必修1）

歡迎進入化學課堂 第四章非金屬及其化合物 第一節(jié)無機非金屬材料的主角 硅 硅橡膠 造房子用的磚 瓦 砂石 水泥 玻璃 吃飯 喝水用的瓷碗 水杯 洗臉間的潔具 它們看上去截然不同 其實主要成分都是硅的化合物 背景知識回顧 1 寫出C Si的原子結構示意圖 分析它們在結構上有何共同點 判斷它們與氧結合能力孰強孰弱 硅結合氧能力強 背景知識回顧 2 地殼中含量最多的元素是 其次是 空氣中含量最多的元素是 其次是 氧 硅 氮 氧 背景知識回顧 3 以二氧化碳為例說明酸性氧化物的性質(zhì) CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 CaO CaCO3 CO2 H2O H2CO3 思考與交流 1 地球上的硅元素主要以什么形式存在 為什么 硅元素主要以熔點很高的氧化物及硅酸鹽的形式存在 地球被氧化氣氛包圍 硅是一種親氧元素 在自然界中它總是與氧化合 思考與交流 2 二氧化硅與二氧化碳哪種物質(zhì)更穩(wěn)定 為什么 二氧化硅更穩(wěn)定 C O2 CO2放熱393 5kJ Si O2 SiO2放熱910 9kJ 放熱越多 其生成物通常越穩(wěn)定 可見SiO2比CO2更容易生成 而且更穩(wěn)定 一 二氧化硅和硅酸 1 二氧化硅存在 天然二氧化硅約占地殼質(zhì)量的 其存在形式有 和 兩大類 統(tǒng)稱 12 結晶形 無定形 硅石 一 二氧化硅和硅酸 1 二氧化硅用途 SiO2是制造光導纖維的主要原料 石英制作石英玻璃 石英電子表 石英鐘等 水晶常用來制造電子工業(yè)的重要部件 光學儀器 工藝品等 石英砂常用于制玻璃和建筑材料 金剛石結構 二氧化硅的結構 二氧化硅的結構 一 二氧化硅和硅酸 1 二氧化硅結構 二氧化硅的基本結構單元是 體 每個Si周圍結合 個O Si在中心 O在4個頂角 許多這樣的四面體又通過頂角的O相連 每個O為兩個四面體所共有 即每個O跟 個Si結合 實際上 SiO2晶體是由Si和O按 的比例所組成的 結構的晶體 四面 4 2 1 2 立體網(wǎng)狀 思考與交流 根據(jù)二氧化硅的存在和應用 請分析以下問題 二氧化硅具有哪些物理性質(zhì) 化學穩(wěn)定性如何 你的根據(jù)是什么 二氧化硅的這些性質(zhì)是由什么決定的 一 二氧化硅和硅酸 SiO2晶體由Si和O原子按1 2比例組成 不存在分子 二氧化碳由CO2分子構成 不溶于水的無色晶體 熔點高 硬度大 可溶于水的無色無氣味氣體 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2 CaO CaSiO3 SiO2 2NaOH Na2SiO3 2H2O SiO2 3C SiC 2CO CO2 CaO CaCO3 CO2 2NaOH Na2CO3 2H2O SiO2 2C Si 2CO 問題探究 1 為什么實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞 玻璃的成分中含有二氧化硅 SiO2 NaOH Na2SiO3 H2O生成有粘性的Na2SiO3 使玻璃塞打不開 問題探究 2 實驗室能否用玻璃瓶保存氫氟酸 不能 會發(fā)生反應而腐蝕玻璃SiO2 4HF SiF4 2H2O應該用塑料瓶 2 硅酸 二氧化硅是酸性氧化物 它對應的水化物是 和 SiO2既是H2SiO3的酸酐又是 的酸酐 硅酸H2SiO3 原硅酸H4SiO4 原硅酸H4SiO4 硅酸是通過 與其他 反應制得的 可溶性硅酸鹽 酸性比它強的酸 制取硅酸 現(xiàn)象 結論 化學方程式 生成白色膠狀沉淀 可溶性硅酸鹽可以與其他酸反應硅酸不溶于水 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 硅酸與硅膠 硅酸的顏色 狀態(tài) 水溶性 硅酸能形成 溶液 硅膠多孔 吸附水分能力強 常用作 也可以用作催化劑的 白色 固體 不溶于水 膠體 干燥劑 載體 硅膠 硅酸H2SiO3 聚合 膠體 硅酸溶膠 濃度較大 干燥脫水 硅酸凝膠 膠凍狀 硅酸干膠 硅膠 硅酸的酸性 硅酸酸性 碳酸酸性 請你設計實驗來證明并寫出有關的化學方程式 弱于 向硅酸鈉溶液中通入二氧化碳 Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 問題探究 1 硅酸能否用SiO2和水直接化合制備 不能 2 如何由SiO2來制取H2SiO3 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl SiO2 2NaOH Na2SiO3 2H2O 再見 第二章非金屬及其化合物 第一節(jié)無機非金屬材料的主角 硅 背景知識回顧 根據(jù)上節(jié)課的學習 請寫出下列反應的化學方程式 1 SiO2 CaO 2 SiO2 NaOH 以上兩個反應中生成的鹽都是 硅酸鹽 背景知識回顧 對于反應 CaCO3 CaO CO2 和SiO2 CaO CaSiO3 可以看出CaCO3的穩(wěn)定性比CaSiO3 弱 高溫 高溫 二 硅酸鹽 1 硅酸鹽是由 和 組成的化合物的總稱 硅酸鹽是一類結構復雜的物質(zhì) 一般都 化學性質(zhì) 通常用 和 的形式表示其組成 硅 氧 金屬 不溶于水 穩(wěn)定 二氧化硅 金屬氧化物 硅酸鹽 2 硅酸鹽的表示方法 用氧化物的形式表示 氧化物的順序 活潑金屬氧化物 較活潑金屬氧化物 二氧化硅 水 注意 氧化物之間以 隔開 系數(shù)配置出現(xiàn)分數(shù)應化為整數(shù) 氧化物前的系數(shù)僅代表該氧化物本身 實際上硅酸鹽不是以簡單氧化物形式存在的 而是以種種結構復雜的鹽的形式存在的 用氧化物形式表示硅酸鹽的組成 硅酸鈉Na2SiO3 硅酸鈣CaSiO3 高嶺石Al2 Si2O5 OH 4 正長石KAlSi3O8 普通玻璃的大致組成 水泥的主要成分 黏土的主要成分 Na2O SiO2 CaO SiO2 Al2O3 2SiO2 2H2O K2O Al2O3 6SiO2 Na2O CaO 6SiO2 Na2O CaO 6SiO2 3CaO SiO2 2CaO SiO2 3CaO Al2O3 Al2O3 2SiO2 2H2O 硅酸鹽 硅酸鈉的水溶液俗稱 可用作肥皂填料 木材防火劑及黏膠劑等 水玻璃 水分蒸發(fā)后就燃燒 水分蒸發(fā)后不燃燒 木條 濾紙易燃燒 Na2SiO3可作防火劑 問題探究 土壤膠體是怎樣形成的 為什么土壤膠體具有保肥能力 硅酸鹽巖石長期在水的侵蝕下 風化為黏土 并且形成土壤膠體 土壤膠體因其表面積較大且一般帶負電 能吸收NH4 K 等數(shù)十種生物所需的營養(yǎng)離子 所以土壤具有保肥能力 晶體硅為鋼灰色 無定形硅為黑色 密度2 4g cm3 熔點1420 沸點2355 晶體硅屬于原子晶體 硬而有光澤 有半導體性質(zhì) 單晶硅是一種重要的半導體材料 用于制造大功率晶體管 整流器 太陽能電池等 雙向可控硅 三 硅單質(zhì) 1 硅的同素異形體 硅有 種同素異形體 分別是 2 晶體硅是 色 有 的固體 它的結構類似于 其熔沸點都很高 硬度 導電性 是良好的 材料 廣泛地應用于電子工業(yè) 硅是人類將 轉(zhuǎn)換 的常用材料 兩 晶體和無定形 灰黑 金屬光澤 硬而脆 金剛石 大 界于導體和絕緣體之間 半導體 太陽能 電能 化學性質(zhì) Si 2F2 SiF4 Si 4HF SiF4 2H2O Si 2NaOH 2H2O Na2SiO3 2H2 Si O2 SiO2 加熱 Si 2Cl2 SiCl4 加熱 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全