《第一節(jié)_無機(jī)非金屬材料的主角硅》PPT課件

1、第四章 非金屬及其化合物硅元素硅元素(silicon)(silicon)在地殼中的含量在地殼中的含量氧氧48.6%硅硅26.3%鋁鋁7.73%鐵鐵4.75%鈣鈣3.45%鈉鈉2.74%鉀鉀2.47%鎂鎂2.00%氫氫0.16% 其他其他1.20%硅硅26.3% 硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的占地殼總量的90%90%以上。以上。 1、存在：沒有游離態(tài)，只有化合態(tài)、存在：沒有游離態(tài)，只有化合態(tài)2、分布：自然界中分布廣泛，在地、分布：自然界中分布廣泛，在地殼中居第二位，僅次于氧。是構(gòu)成殼中居第二位，僅次

2、于氧。是構(gòu)成礦物和巖石的基本元素。礦物和巖石的基本元素。一、硅單質(zhì)一、硅單質(zhì)SiSi最外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)是4 4，碳也是。，碳也是。思考思考2 2：碳、硅原子主要顯幾價(jià)？：碳、硅原子主要顯幾價(jià)？思考思考1 1：硅原子最外層電子數(shù)是多少？：硅原子最外層電子數(shù)是多少？我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同？它相同？+142 8 43、原子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)6 6、硅的工業(yè)制法、硅的工業(yè)制法 ： 粗硅：粗硅： 純硅：純硅：2C+ SiO2= Si+2CO高溫高溫Si+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si+4HCl高溫高溫太陽(yáng)能電池大規(guī)模集成電路硅的用途

3、非常廣泛，可用來制造集硅的用途非常廣泛，可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可以制太陽(yáng)能電池，制體器件，還可以制太陽(yáng)能電池，制鋁合金、鐵合金等多種合金。鋁合金、鐵合金等多種合金。硅硅芯芯片片 在美國(guó)舊金山，有個(gè)最大的高在美國(guó)舊金山，有個(gè)最大的高科技工業(yè)園區(qū)，稱之為科技工業(yè)園區(qū)，稱之為“硅谷硅谷”，它是現(xiàn)代電子工業(yè)和計(jì)算機(jī)發(fā)展的它是現(xiàn)代電子工業(yè)和計(jì)算機(jī)發(fā)展的基地。這說明硅在電子工業(yè)革命中基地。這說明硅在電子工業(yè)革命中起著非常重要作用。起著非常重要作用。以硅為基礎(chǔ)而以硅為基礎(chǔ)而制成的晶體管是計(jì)算機(jī)的心臟。制成的晶體管是計(jì)算機(jī)的心臟。 硅在硅在電子工業(yè)電

4、子工業(yè)中重要作用中重要作用二氧化硅二氧化硅(SiO2)硅石硅礦山二氧化硅的存在二氧化硅的存在二、二氧化硅二、二氧化硅二氧化硅二氧化硅晶體晶體( (石英石英) )水晶水晶瑪瑙瑪瑙硅石硅石( (天然天然) )結(jié)晶形結(jié)晶形無定形無定形水晶水晶瑪瑪 瑙瑙瑪瑙瑪瑙SiO二氧化硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅的結(jié)構(gòu).SiO2原子晶體原子晶體SiOSiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定因此性質(zhì)很穩(wěn)定 4.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO=CaSiO3 高溫高溫 是酸性氧化物是酸性氧化物SiO2 + 2OH =SiO3 2-+ H2O 不能與水

5、反應(yīng)不能與水反應(yīng)第四章 非金屬及其化合物練習(xí)：練習(xí)：1地殼中含量第一和第二的兩種元地殼中含量第一和第二的兩種元素所形成的化合物不具有的性質(zhì)是素所形成的化合物不具有的性質(zhì)是A熔點(diǎn)很高熔點(diǎn)很高 B與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸C堅(jiān)硬堅(jiān)硬 D可與燒堿反應(yīng)生成鹽可與燒堿反應(yīng)生成鹽 2下列物質(zhì)中，主要成分不是下列物質(zhì)中，主要成分不是SiO2的是的是A金剛砂金剛砂 B瑪瑙瑪瑙 C水晶水晶 D石英石英BA( )( )3 3、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)提供下列試劑瓶、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)提供下列試劑瓶, , 細(xì)口磨口塞玻璃瓶細(xì)口磨口塞玻璃瓶廣口瓶廣口瓶細(xì)口橡皮塞玻璃瓶細(xì)口橡皮塞玻璃瓶棕色廣口瓶棕色廣口瓶細(xì)口塑料瓶，細(xì)口塑料瓶，如

6、何存放下列藥品如何存放下列藥品? ?依據(jù)是什么依據(jù)是什么? ?a.a.二氧化硅二氧化硅_b._b.氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液c.硝酸銀晶體硝酸銀晶體_ d._ d.氫氟酸氫氟酸_ _e.e.濃硫酸濃硫酸_二氧化硅的存在二氧化硅的存在二、二氧化硅二、二氧化硅二氧化硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅的結(jié)構(gòu).4.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)二氧化硅(SiO2 )二氧化碳(CO2)物理性質(zhì) 熔沸點(diǎn)高、硬度大熔沸點(diǎn)低硬度小與水反應(yīng) 不反應(yīng)CO2+H2O=H2CO3與堿反應(yīng)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O與堿性氧化物反應(yīng)SiO2+CaO= Ca SiO3CO2+Na2O= Na2CO3

7、與酸反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4+2H2O 不反應(yīng)與碳反應(yīng)SiO2+2C= Si+2COCO2+C= 2CO高溫高溫高溫高溫高溫高溫5 5、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途由于由于SiO2具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能加具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能加上上SiO2在自然界的廣泛存在，因此從在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被人類廣泛地應(yīng)用。古到今都被人類廣泛地應(yīng)用。光學(xué)纖維胃鏡光學(xué)纖維胃鏡 石石 英英 制制 品品水晶水晶石英、瑪瑙石英、瑪瑙二氧化硅用來制光導(dǎo)纖維二氧化硅用來制光導(dǎo)纖維 光導(dǎo)纖維就是比頭發(fā)絲還細(xì)的、能傳導(dǎo)光信號(hào)的玻璃絲。光導(dǎo)纖維就是比頭發(fā)絲還細(xì)的、能傳導(dǎo)光信號(hào)的玻璃絲。制造光導(dǎo)纖維的材料就是二氧

8、化硅。光導(dǎo)纖維主要用于制造光導(dǎo)纖維的材料就是二氧化硅。光導(dǎo)纖維主要用于通訊、傳感、測(cè)量等，光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)就是通信容量大，通訊、傳感、測(cè)量等，光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)就是通信容量大，一對(duì)光纖上可同時(shí)傳送一對(duì)光纖上可同時(shí)傳送3 3萬門電話。萬門電話。 現(xiàn)象現(xiàn)象 結(jié)論結(jié)論 反應(yīng)式反應(yīng)式 三三.硅酸硅酸 (H2SiO3)1、制備、制備:可溶性硅酸鹽（如可溶性硅酸鹽（如Na2SiO3）與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)（1）Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3（2）酸性比碳酸弱酸性比碳酸弱. H2SiO3+2NaOH=2 H2O +Na2SiO3H2SiO3=H2O+SiO2加熱加熱Na2SiO3 + H2O + C

9、O2 = Na2CO3 + H2SiO3四、硅酸鹽四、硅酸鹽 2.硅酸鹽的表示方法：硅酸鹽的表示方法： 化學(xué)式法：化學(xué)式法：氧化物法：氧化物法：硅酸鈉硅酸鈉：Na2SiO3硅酸鈣硅酸鈣：CaSiO3硅酸鈉硅酸鈉：Na2O SiO2硅酸鈣硅酸鈣： CaO SiO2高嶺石：高嶺石：Al2O3 2SiO2 2H2O石棉：石棉：CaO 3MgO 4SiO2 沸石：沸石：Na2 O Al2O3 3SiO2 2H2O云母：云母： K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O長(zhǎng)石：長(zhǎng)石：K2O Al2O3 6SiO2 水泥：水泥：3CaO SiO2 2CaO SiO2 玻璃：玻璃：Na2 O CaO 6SiO

10、2粘土：粘土： Al2O3 2SiO2 2H2O1.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.Na2CO310H2O B.水泥水泥 C.純凈的鹽酸純凈的鹽酸 D.普通玻璃普通玻璃3.下列物質(zhì)有固定熔點(diǎn)的是（）下列物質(zhì)有固定熔點(diǎn)的是（）A.水泥水泥 B.玻璃玻璃C.Na2OSiO2 D.水玻璃水玻璃 2.下列敘述正確的是下列敘述正確的是( )A.酸均不能與酸性氧化物反應(yīng)酸均不能與酸性氧化物反應(yīng)B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能貯存氫氟酸玻璃、陶瓷、水泥容器都不能貯存氫氟酸C.石灰抹墻、水泥砌墻過程的硬化原理相同石灰抹墻、水泥砌墻過程的硬化原理相同D.石灰窯、玻璃熔爐出來的氣體主要成

11、分相同石灰窯、玻璃熔爐出來的氣體主要成分相同ABDC第四章 非金屬及其化合物1要除去要除去SiO2中混有的少量中混有的少量CaO雜質(zhì)，最雜質(zhì)，最適宜的試劑是適宜的試劑是 A純堿溶液純堿溶液 B鹽酸鹽酸 C硫酸硫酸 D苛性鈉溶液苛性鈉溶液2在一定條件下，下列物質(zhì)不能與二氧化在一定條件下，下列物質(zhì)不能與二氧化硅反應(yīng)的是硅反應(yīng)的是焦炭焦炭 純堿純堿 碳酸鈣碳酸鈣 氫氟酸氫氟酸 濃硝酸燒堿溶液濃硝酸燒堿溶液 氧化鈣氮?dú)庋趸}氮?dú)釧 B C D課堂小測(cè)課堂小測(cè)3將過量的將過量的CO2分別通入分別通入 CaCl2溶液；溶液； Na2SiO3溶液；溶液； Ca(OH)2溶液；溶液； 飽和飽和Na2CO3溶液

12、。最終溶液中有白色沉淀析出溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是的是A B C D 4、 高嶺土是制造瓷器的主要原料，其組成高嶺土是制造瓷器的主要原料，其組成可以表示為可以表示為Al2Si2Ox(OH)y。其中。其中x、y的數(shù)的數(shù)值分別是值分別是A7、2 B5、4 C6、3 D3、65下列表述正確的是（下列表述正確的是（ ）A人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材料，主要成分是料，主要成分是SiO2B在醫(yī)療上碳酸鈉可用于治療胃酸過多在醫(yī)療上碳酸鈉可用于治療胃酸過多C用于現(xiàn)代通訊的光導(dǎo)纖維的主要成分是用于現(xiàn)代通訊的光導(dǎo)纖維的主要成分是高純度的硅高純度的硅D分散系中分散質(zhì)

13、粒子的直徑：分散系中分散質(zhì)粒子的直徑：Fe(OH)3 懸濁液懸濁液Fe(OH) 3 膠體膠體FeCl3 溶液溶液6.下列說法正確的是下列說法正確的是( )A.二氧化硅溶于水顯酸性二氧化硅溶于水顯酸性B.二氧化碳通入水玻璃二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶的水溶液液)可以得到原硅酸可以得到原硅酸.C.因?yàn)楦邷貢r(shí)因?yàn)楦邷貢r(shí),二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng).D.二氧化硅是酸性氧化物二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何它不溶于任何酸酸7用純凈的石英砂與燒堿溶液反應(yīng)可以制用純凈的石英砂與燒堿溶液反應(yīng)可以制得水玻璃；將二氧化碳通入水玻璃中可制得水玻璃；將二氧化碳通入水玻璃中可制得透明膠狀物。請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式得透明膠狀物。請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式及離子方程式。及離子方程式。硅酸鈉不能燃燒且不易受腐蝕，硅酸鈉不能燃燒且不易受腐蝕，關(guān)于硅酸鹽說明：關(guān)于硅酸鹽說明：1.1.除硅酸鉀、硅酸鈉、硅酸銨以外均難溶于水除硅酸鉀、硅酸鈉、硅酸銨以外均難溶于水2.2.硅酸鈉是常見的可溶性硅酸鹽之一，俗硅酸鈉是常見的可溶性硅酸鹽之一，俗稱稱泡花堿泡花堿；它的水溶液俗稱；它的水溶液俗稱水玻璃水玻璃，是一，是一種粘合劑；種粘合劑；硅酸和二氧化硅的制備：硅酸和二氧化硅的制備： 水玻璃可保