無機(jī)非金屬材料的主角硅(第1課時(shí))公開課課件

1、 無機(jī)非金屬材料的主角無機(jī)非金屬材料的主角硅硅 地球生物生存的根基地球生物生存的根基空氣、水、陽光空氣、水、陽光 硅酸鹽硅酸鹽 錦繡中華錦繡中華 瓷器（瓷器（china）是中國最偉大的創(chuàng)造之一）是中國最偉大的創(chuàng)造之一 秦磚漢瓦秦磚漢瓦 秦始皇陵兵馬俑秦始皇陵兵馬俑 三峽大壩三峽大壩 現(xiàn)代建筑離現(xiàn)代建筑離 不開玻璃的不開玻璃的 裝飾和采光裝飾和采光 東方明珠東方明珠 硅太陽能電池硅太陽能電池 硅芯片是各種計(jì)算機(jī)、微電子產(chǎn)品的核心硅芯片是各種計(jì)算機(jī)、微電子產(chǎn)品的核心 價(jià)值價(jià)值5元的沙子元的沙子 SiO2 Si 點(diǎn)沙成金 價(jià)值價(jià)值5000元的芯片元的芯片 學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、了解二氧化硅及硅酸

2、的性質(zhì)與應(yīng)用、了解二氧化硅及硅酸的性質(zhì)與應(yīng)用 2、認(rèn)識物質(zhì)間既有相似性，又有各自的特性、認(rèn)識物質(zhì)間既有相似性，又有各自的特性 重點(diǎn)：重點(diǎn)： 二氧化硅的性質(zhì)和硅酸的制備二氧化硅的性質(zhì)和硅酸的制備 難點(diǎn)：難點(diǎn)： 二氧化硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅的結(jié)構(gòu) 硅元素硅元素(silicon)(silicon)在地殼中的含量在地殼中的含量 從原子角度認(rèn)識硅原子從原子角度認(rèn)識硅原子 C CSiSi 既不易失去電子，也不易得到電子，所以既不易失去電子，也不易得到電子，所以, ,硅硅 的化學(xué)性質(zhì)不活潑的化學(xué)性質(zhì)不活潑, ,主要形成正主要形成正四價(jià)化合物四價(jià)化合物 閱讀閱讀74頁中段，比較碳、硅親合氧的能力。頁中段，比較碳、硅

3、親合氧的能力。 1 1、碳和硅都是親氧元素。、碳和硅都是親氧元素。 2 2、SiSi在自然界中存在形式？在自然界中存在形式？ 3 3、以化合態(tài)存在的形式？、以化合態(tài)存在的形式？ 自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí) 硅的親氧能力更強(qiáng)硅的親氧能力更強(qiáng) 無無單質(zhì)狀態(tài)單質(zhì)狀態(tài) 硅的氧化物和硅酸鹽硅的氧化物和硅酸鹽 1 1、存在、存在 一、二氧化硅（一、二氧化硅（ SiOSiO2 2 ） ） 廣泛存在于自然界，與其他礦物共同構(gòu)成了廣泛存在于自然界，與其他礦物共同構(gòu)成了 巖石。天然二氧化硅也叫巖石。天然二氧化硅也叫硅石硅石。 硅石 結(jié)晶形（石英）結(jié)晶形（石英）無定形無定形 無色透明無色透明 彩色環(huán)帶或?qū)訝畈噬h(huán)帶或?qū)訝?水

4、晶水晶瑪瑙瑪瑙 合作交流合作交流 硅石可以分成幾類？硅石可以分成幾類？ 畫出硅石分類的樹狀分類圖。畫出硅石分類的樹狀分類圖。 硅藻土硅藻土 固體固體 熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高 難溶于水難溶于水 硬度大硬度大 聯(lián)想聯(lián)想-沙子沙子 二氧化硅具有哪些物理性質(zhì)二氧化硅具有哪些物理性質(zhì)? ? SiOSiO2 2的這些性的這些性 質(zhì)是由什么決定的？質(zhì)是由什么決定的？ 2 2、物理性質(zhì)、物理性質(zhì) 氣氣 態(tài)態(tài)固態(tài)固態(tài) 很小很小很大很大 可溶于水可溶于水難溶于水難溶于水 很很 低低很很 高高 物理性質(zhì)物理性質(zhì): :（與（與COCO2 2 作比較）作比較） 思考交流：思考交流： 為什么為什么SiO2和和CO2的物理性質(zhì)差異很

5、大？的物理性質(zhì)差異很大？ 原因原因： SiOSiO2 2的這些性質(zhì)主要與它的結(jié)構(gòu)有關(guān)，的這些性質(zhì)主要與它的結(jié)構(gòu)有關(guān)， SiOSiO2 2是是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，因此 硬度大、熔點(diǎn)高。硬度大、熔點(diǎn)高。 3 3、SiO2結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅 空空 氣氣 硅石、石英、水晶、硅石、石英、水晶、 瑪瑙、沙子、硅藻土瑪瑙、沙子、硅藻土 熔、沸點(diǎn)低，熔、沸點(diǎn)低， 微溶于水微溶于水 熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水 CO2+H2O=H2CO3不反應(yīng)不反應(yīng) CO2+2NaOH=Na2CO3+H2

6、O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O CO2+CaO=CaCO3 SiO2+CaO 高溫 高溫CaSiO3 不反應(yīng)不反應(yīng) 與氫氟酸反應(yīng)與氫氟酸反應(yīng) SiO2+4HF=SiF4+2H2O 存存 在在 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 與水反應(yīng)與水反應(yīng) 與與NaOH反應(yīng)反應(yīng) 與與CaO反應(yīng)反應(yīng) 與酸反應(yīng)與酸反應(yīng) 4、SiO2化學(xué)性質(zhì)（與化學(xué)性質(zhì)（與CO2比較）比較） 回憶：回憶：初中學(xué)過的初中學(xué)過的CO2能和哪些物質(zhì)反應(yīng)能和哪些物質(zhì)反應(yīng)? 回憶：回憶：初中學(xué)過的初中學(xué)過的CO2能和哪些物質(zhì)反應(yīng)能和哪些物質(zhì)反應(yīng)? SiO2 CaO = CaSiO3 （有粘性）有粘性） 2.2.與多數(shù)金

7、屬氧化物反應(yīng)生成鹽與多數(shù)金屬氧化物反應(yīng)生成鹽 SiO2 4HF =SiF42H2O 氫氟酸（氫氟酸（ 酸性氧化物酸性氧化物 思考：思考： 實(shí)驗(yàn)室盛裝實(shí)驗(yàn)室盛裝 NaOH溶液的試劑瓶用橡溶液的試劑瓶用橡 皮塞而不用玻璃塞，你知皮塞而不用玻璃塞，你知 道為什么嗎？道為什么嗎？ 原因：原因： 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2與與NaOH溶液溶液 反應(yīng)生成粘稠的反應(yīng)生成粘稠的Na2SiO3 ，使瓶塞和瓶口，使瓶塞和瓶口 粘在一起粘在一起 （ SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ） 思考：為什么不能用玻璃瓶保存氫氟酸思考：為什么不能用玻璃瓶保存氫氟酸? ? 那用什么瓶保存那用什么瓶保存? ?為

8、什么能用氫氟酸來刻為什么能用氫氟酸來刻 蝕玻璃？蝕玻璃？ 原因：原因：玻璃中含有玻璃中含有SiO2會與會與HF反應(yīng)生成反應(yīng)生成SiF4 用塑料瓶盛裝氫氟酸。 用塑料瓶盛裝氫氟酸。 SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O 雕刻玻璃雕刻玻璃 美麗的玻璃雕花藝術(shù)美麗的玻璃雕花藝術(shù) 美麗的玻璃雕花藝術(shù)美麗的玻璃雕花藝術(shù) 5 5、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途 二氧化硅二氧化硅 石英玻璃石英玻璃 瑪瑙首飾瑪瑙首飾 石英手表石英手表 石英鐘石英鐘 高級工藝品高級工藝品 眼鏡眼鏡 精密儀器軸承精密儀器軸承 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 瑪瑙瑪瑙 思考：思考： 硅酸是一種怎樣的物質(zhì)呢硅酸是一種怎樣的物質(zhì)呢？ 如

9、何制取硅酸如何制取硅酸? ? 實(shí)驗(yàn)試劑：實(shí)驗(yàn)試劑： 硅酸鈉溶液、酚酞、稀鹽酸、稀硫酸硅酸鈉溶液、酚酞、稀鹽酸、稀硫酸 實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： 實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 NaNa2 2SiOSiO3 3+ _+ _H H2 2SiOSiO3 3 二、硅酸二、硅酸(H2SiO3) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1:向飽和向飽和Na2SiO3溶液中溶液中,滴入酚酞滴入酚酞,再再 滴入稀鹽酸滴入稀鹽酸. 現(xiàn)象現(xiàn)象 結(jié)論結(jié)論 方程式方程式 滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈紅色紅色，滴，滴 入鹽酸有入鹽酸有透明的硅酸凝膠透明的硅酸凝膠產(chǎn)生產(chǎn)生 Na2SiO3呈堿性，硅酸難溶于水呈堿性，硅酸難溶于水 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3

10、（膠體） （膠體）+2NaCl 本本P76：實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)41 比較酸性強(qiáng)弱的方法：比較酸性強(qiáng)弱的方法： 酸酸 + 鹽鹽 新酸新酸 + 新鹽新鹽 強(qiáng)酸強(qiáng)酸 制制 弱酸弱酸 CO2 + H2O + Na2SiO3 = H2SiO3 + Na2CO3 酸性：酸性： H H2 2COCO3 3 H H2 2SiOSiO3 3 應(yīng)用實(shí)踐應(yīng)用實(shí)踐 硅膠泳帽硅膠泳帽硅膠干燥劑硅膠干燥劑 硅酸用途硅酸用途 硅酸的相關(guān)知識歸納硅酸的相關(guān)知識歸納 1、SiO2對應(yīng)水化物是硅酸，對應(yīng)水化物是硅酸，SiO2是硅酸的酸酐是硅酸的酸酐； 2、制法：由于、制法：由于SiO2不溶于水，所以硅酸只能通過可不溶于水，所以硅酸只能通

11、過可 溶性硅酸鹽與其它酸反應(yīng)制得溶性硅酸鹽與其它酸反應(yīng)制得 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(膠體 膠體)+2NaCl 3、硅酸的熱穩(wěn)定性很弱，受熱分解為二氧化硅和水、硅酸的熱穩(wěn)定性很弱，受熱分解為二氧化硅和水 H2SiO3=SiO2+H2O 試劑試劑 二氧化硅二氧化硅 氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液 氫氟酸氫氟酸 濃硫酸濃硫酸 試劑瓶試劑瓶 細(xì)口瓶，玻璃塞細(xì)口瓶，玻璃塞 廣口瓶廣口瓶 細(xì)口塑料瓶細(xì)口塑料瓶 細(xì)口瓶，橡皮塞細(xì)口瓶，橡皮塞 1 1、實(shí)驗(yàn)室有幾種試劑，根據(jù)它們各自的、實(shí)驗(yàn)室有幾種試劑，根據(jù)它們各自的 性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)脑噭┢渴⒎?。請?jiān)趯?yīng)的各性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)脑噭┢渴⒎拧Ｕ堅(jiān)趯?yīng)的各

12、種試劑瓶和所裝試劑之間進(jìn)行連線。種試劑瓶和所裝試劑之間進(jìn)行連線。 課堂回顧練習(xí)課堂回顧練習(xí): : 2、下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較，正確的是（、下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較，正確的是（ ） A.溶解性：溶解性：CO2 H2CO3 C.熔點(diǎn)：熔點(diǎn)：SiO2 CO2 D.硬度：硬度： SiO2 CO2 C 3、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在 玻璃上進(jìn)行蝕刻，將其制成毛玻璃和玻璃上進(jìn)行蝕刻，將其制成毛玻璃和雕雕 花玻璃的物質(zhì)是花玻璃的物質(zhì)是 ( ) A、燒堿、燒堿 B、純堿、純堿 C、氫氟酸、氫氟酸 D、鹽酸、鹽酸 C 練習(xí)練習(xí) 4.下列說法正確的是( )

13、 A、二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟強(qiáng)堿反 應(yīng)，但不能與任何酸反應(yīng) B、根據(jù)SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2的反 應(yīng)，可推知硅酸酸性比碳酸強(qiáng) C、二氧化碳?xì)怏w通入硅酸鈉溶液中可以制得 硅酸 D、二氧化硅對應(yīng)的水化物有不同的組成 C 本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié) 1、 2、 寫出下列的化學(xué)方程式：寫出下列的化學(xué)方程式： 、二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)、二氧化硅和氫氟酸反應(yīng) 2、二氧化硅和氧化鈣反應(yīng)、二氧化硅和氧化鈣反應(yīng) 3、二氧化硅和氫氧化鈉溶液、二氧化硅和氫氧化鈉溶液 4、實(shí)驗(yàn)室制取硅酸、實(shí)驗(yàn)室制取硅酸 5、二氧化碳通入氫氧化鈉溶液、二氧化碳通入氫氧化鈉溶液 SiO2+4HF=SiF4+2H

14、2O SiO2+CaO=高溫 高溫=CaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 2 2、性質(zhì)：、性質(zhì)： a a、硅酸不溶于水，屬于弱酸，其酸性比、硅酸不溶于水，屬于弱酸，其酸性比 碳酸弱碳酸弱 NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NaO=Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3（膠體）（膠體） NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3（膠體）（膠體） 知識回顧知識回顧 1

15、 1、制法：、制法： b、吸附性、吸附性 硅硅 酸酸 二、硅酸鹽二、硅酸鹽 1、什么是硅酸鹽？、什么是硅酸鹽？ 由由硅、氧和金屬硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。組成的化合物的總稱。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固體物質(zhì)，大多數(shù)不溶于水，化結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固體物質(zhì)，大多數(shù)不溶于水，化 學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。 最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉（Na2SiO3），其水溶，其水溶 液俗稱為液俗稱為水玻璃水玻璃，可用作肥皂填料、木材防火劑等。，可用作肥皂填料、木材防火劑等。 放入蒸餾水放入蒸餾水 現(xiàn)象現(xiàn)象 結(jié)論結(jié)論 水份蒸發(fā)后燃燒水份蒸發(fā)后燃燒 放入放入Na2SiO3溶液溶液 水份蒸發(fā)后不燃燒水份蒸發(fā)后不燃燒 水

16、份蒸發(fā)后，水份蒸發(fā)后， 失去防火作用失去防火作用 防火效果好防火效果好 用作防火劑用作防火劑 P77 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-2 Na2SiO3Na2OSiO2 Al2Si2O5(OH)4Al2O32SiO22H2O （黏土）（黏土） KAlSi3O8K2OAl2O36SiO2 （長石）（長石） 2、硅酸鹽組成的表示、硅酸鹽組成的表示 l要領(lǐng)：要領(lǐng)：兩邊原子個(gè)數(shù)守恒兩邊原子個(gè)數(shù)守恒 l格式：金屬氧化物、二氧化硅、水格式：金屬氧化物、二氧化硅、水 l順序：金屬按活動順序表排列順序：金屬按活動順序表排列 練習(xí)：練習(xí)：如何用氧化物的形式表示下列硅酸如何用氧化物的形式表示下列硅酸 鹽鹽 石棉：石棉：CaMg3Si

17、4O12 長石：長石：KAlSi3O8 普通玻璃：普通玻璃： CaNa2Si6O14 黏土：黏土：Al2(Si2O5)(OH)4 CaO3MgO4SiO2 K2OAl2O36SiO2 CaONa2O6SiO2 Al2O32SiO22H2O 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品 陶瓷陶瓷 水泥水泥 t 玻璃玻璃 加入了不同的金屬氧化金屬氧化 物物 普通玻璃加熱接近 熔化熔化再急速冷卻急速冷卻 l1 1、硅酸鈉：水溶液俗稱水玻璃，可做、硅酸鈉：水溶液俗稱水玻璃，可做 肥皂填料、木材防火劑及黏膠劑。肥皂填料、木材防火劑及黏膠劑。 l2 2、傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品：水泥、玻璃、陶、傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品：水泥、玻璃、陶 瓷瓷 l3 3、硅酸鹽組成的表示、硅酸鹽組成的表示 歸納總結(jié)歸納總結(jié) A BD C 1.下列物質(zhì)中屬于純凈物的是下列物質(zhì)中屬于純凈物的是( ) A.Na