優(yōu)質公開課二氧化硅蘇教上課版ppt課件

1、硅在自然界中的存在硅在自然界中的存在以二氧化硅和硅酸鹽等化合態(tài)以二氧化硅和硅酸鹽等化合態(tài)存在于各種礦物和巖石里存在于各種礦物和巖石里地殼中含量第二地殼中含量第二C、Si 的原子結構示意圖。的原子結構示意圖。+14+6CSil 硅原子既不易失去又不易得到電子，主要形成硅原子既不易失去又不易得到電子，主要形成四價的化合物。四價的化合物。l 硅是一種親氧元素，在自然界中它總是與氧相硅是一種親氧元素，在自然界中它總是與氧相互化合的?；セ系?。l 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)二氧化硅、二氧化硅、硅酸鹽。硅酸鹽。硅有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體硅有晶體硅和無定形硅兩種同素異形

2、體1 1、灰黑色，有金屬光澤，硬而、灰黑色，有金屬光澤，硬而 脆的固體脆的固體2 2、熔點高、硬度大、熔點高、硬度大一、硅單質一、硅單質與金剛石，二氧化硅結構類似，所以硬度大與金剛石，二氧化硅結構類似，所以硬度大2、硅的結構與化學性質、硅的結構與化學性質常溫下，常溫下，Si+2F2=SiF4氣體）氣體）Si+4HF=SiF4 +2H2 Si+2NaOH+H2O= Na2SiO3 + 2H2 加熱或高溫下，加熱或高溫下，Si + C = SiC 化合價？化合價？ （金剛砂）（金剛砂）高溫高溫Si + O2 = SiO2不活潑，只與氟氣、氫氟酸、強堿作用不活潑，只與氟氣、氫氟酸、強堿作用硅可與一些

3、非金屬硅可與一些非金屬(Cl2, O2)反響反響5.5.用處用處晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間, ,是良好的半導體材料是良好的半導體材料, ,硅是信息技術的關硅是信息技術的關鍵材料鍵材料. .硅太陽能電池硅太陽能電池電腦的中央處理器電腦的中央處理器CPU）硅的工業(yè)制法硅的工業(yè)制法 在工業(yè)上，用碳在高溫下還原二氧化硅的方在工業(yè)上，用碳在高溫下還原二氧化硅的方法制得粗硅。法制得粗硅。 高溫高溫SiO2 2C = Si粗硅）粗硅）2CO粗硅提純：粗硅提純： Si + 2Cl2 = SiCl4 （液態(tài)易揮發(fā)）（液態(tài)易揮發(fā)） 高溫高溫SiCl4 + 2H2 = Si

4、 + 4HCl 99.99（純）（純） 精餾后還原精餾后還原高溫高溫可能的副反應：可能的副反應：SiO2 3C = SiC 2CO高溫高溫目前提得最純的元素是半導體材目前提得最純的元素是半導體材料硅。其純度已達到料硅。其純度已達到12個個“9”，即：即：99.9999999999。雜質含。雜質含量不超過一千萬億分之一量不超過一千萬億分之一 1 1，能溶解硅且能放出氫氣的是，能溶解硅且能放出氫氣的是 （ ）A A、濃鹽酸、濃鹽酸 B B、濃硫酸、濃硫酸C C、氫氟酸、氫氟酸 D D、濃燒堿、濃燒堿C、D練習：練習：結晶形石英晶體）結晶形石英晶體）無定形無定形硅藻土硅藻土水晶水晶瑪瑙瑪瑙二、二、

5、二氧化硅（二氧化硅（ SiO2 ）1 1、存在、存在: :硅石硅石無色透明無色透明彩色環(huán)帶或層狀彩色環(huán)帶或層狀水晶水晶瑪瑙SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。結是自然界中沙子、石英的主要成分。結晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。 每每1個個Si原子周圍結合原子周圍結合4個個O原子，原子，Si在中心在中心,O在四個頂角。在四個頂角。 同時每同時每1個個O原子周圍結合原子周圍結合2個個Si原子相結合。原子相結合。 硅原子硅原子二氧化硅中氧原子與硅原子個數比為二氧化硅中氧原子與硅原子個數比為2：1，用，用SiO2來表示來表示二氧化硅的組成二氧化硅的組

6、成,表示表示O與與Si的原子個數比的原子個數比,不是分子式是化學式。不是分子式是化學式。SiO4SiO4四面體結構四面體結構立體網狀結立體網狀結構決定了構決定了SiO2SiO2具有優(yōu)具有優(yōu)良的物理和良的物理和化學性質化學性質2 2、構造、構造主要用作石英坩堝、光導纖維、飾品、建筑主要用作石英坩堝、光導纖維、飾品、建筑材料材料(沙子沙子)3、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途 根據根據SiO2的存在，的存在， SiO2有哪些物理有哪些物理性質？（從水溶性、硬度、熔點考慮）性質？（從水溶性、硬度、熔點考慮）4、二氧化硅的物理性質、二氧化硅的物理性質 物理性質物理性質:_化學穩(wěn)定性化學穩(wěn)定性:_通常條件

7、下，很穩(wěn)定通常條件下，很穩(wěn)定硬度大、熔點高、難溶于水硬度大、熔點高、難溶于水 用玻璃塞為什么打不開呢？用玻璃塞為什么打不開呢？（提示：玻璃含二氧化硅）（提示：玻璃含二氧化硅）SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O比一比比一比三、二氧化硅的化學性質三、二氧化硅的化學性質實驗室里的試劑瓶實驗室里的試劑瓶 生成的生成的Na2SiO3會把試劑瓶和玻璃塞粘連會把試劑瓶和玻璃塞粘連在一起，所以打不開。在一起，所以打不開。SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O三、二氧化硅的化學性質三、二氧化硅的化學性質1 1、具有酸性氧化物的通性、具有酸性氧化物的通性SiO2 CaO CaSiO3高溫高溫學中用

8、學中用1、加熱熔融燒堿時應使用下列哪種坩堝、加熱熔融燒堿時應使用下列哪種坩堝（ ）A.石英坩堝石英坩堝 B.普通玻璃坩堝普通玻璃坩堝 C.鐵坩堝鐵坩堝 D.氧化鋁坩堝氧化鋁坩堝C解釋：石英坩堝、玻璃坩堝中均含有解釋：石英坩堝、玻璃坩堝中均含有SiO2SiO2，在加，在加熱的情況下會與熱的情況下會與NaOHNaOH發(fā)生反應：發(fā)生反應：SiO2SiO22NaOH 2NaOH Na2SiO3Na2SiO3H2OH2O，因此應當選用鐵坩堝。，因此應當選用鐵坩堝。 2 2、實驗室能否用玻璃瓶盛裝氫氟酸、實驗室能否用玻璃瓶盛裝氫氟酸HFHF）？）？為什么？為什么？ 三、二氧化硅的化學性質三、二氧化硅的化學

9、性質2 2、SiO2SiO2的特殊性：的特殊性：SiO2+4HF SiF4+2H2O 用處：刻蝕玻璃制作玻璃工藝品）用處：刻蝕玻璃制作玻璃工藝品）實驗室用塑料瓶來盛裝實驗室用塑料瓶來盛裝HFHF。用氫氟酸用氫氟酸“刻出的玻璃工藝品刻出的玻璃工藝品2、要除去、要除去SiO2中的中的CaO雜質，最適宜的試劑是雜質，最適宜的試劑是（ ） 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B1、下列物質中、下列物質中,不能用玻璃瓶來盛裝的是不能用玻璃瓶來盛裝的是( ) A.燒堿溶液燒堿溶液 B.濃硫酸濃硫酸 C.氫氟酸氫氟酸 D.碳酸鈉溶液碳酸鈉溶液 C學中用學中用 二氧化碳二

10、氧化碳 CO2二氧化硅二氧化硅 SiO2 狀狀 態(tài)態(tài) 氣氣 態(tài)態(tài) 固固 態(tài)態(tài)熔沸點熔沸點 硬度硬度熔沸很低熔沸很低熔點高，硬度大熔點高，硬度大水水 溶溶 性性 能溶于水能溶于水不溶于水不溶于水化化學學性性質質與與 酸酸 用用 途途人工降雨，滅火人工降雨，滅火,飲料等飲料等P75, 圖圖45與水反應與水反應與堿性氧化物與堿性氧化物反應反應與堿反應與堿反應CO2 + H2O = H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3不能反應不能反應SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O能與氫氟酸反應能與氫氟酸反應二氧化硅和二氧化碳的性質比較二氧化硅和二氧化碳的性質比

11、較SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 高溫高溫（4與鹽反應與鹽反應SiO2 +Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 高溫高溫 （3與碳反應弱氧化性）與碳反應弱氧化性）SiO2 +2C = Si + 2CO 高溫高溫三、硅酸三、硅酸(H2SiO3 )(H2SiO3 ) 硅酸是一種白色粉末狀的固體，它硅酸是一種白色粉末狀的固體，它不溶于水；是一種弱酸，酸性比碳不溶于水；是一種弱酸，酸性比碳酸還弱，不能使指示劑變色。酸還弱，不能使指示劑變色。 在試管中加入在試管中加入35mL飽和飽和Na2SiO3溶液，溶液，滴入滴入12滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴加入稀滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐

12、滴加入稀鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時停止。靜置。仔細觀察變化過程及其現象。時停止。靜置。仔細觀察變化過程及其現象。實驗實驗4-1現象現象結論結論化學方程式化學方程式Na2SiO3+2HCl H2SiO3(膠膠體體)+2NaClNa2SiO3呈堿性；呈堿性； 硅酸難溶于水硅酸難溶于水 滴入酚酞溶液呈紅色滴入酚酞溶液呈紅色滴入鹽酸有白色凝膠產生滴入鹽酸有白色凝膠產生生成的硅酸逐漸聚合而形成硅酸溶膠能流動），當硅酸的濃度較大時，就會形成硅酸凝膠不能流動），硅酸凝膠經過干燥脫水就形成硅膠。(硅膠的基本成份是二氧化硅)硅膠的用途：干燥劑吸水），吸

13、附劑多孔），催化劑的載體。用用H2CO3H2CO3可制得可制得H2SiO3 H2SiO3 ，可證明，可證明H2SiO3 H2SiO3 的酸性比的酸性比H2CO3H2CO3弱。弱。SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3H2SiO3向向Na2SiO3溶液中通如溶液中通如CO2也可生成也可生成H2SiO3不穩(wěn)定比不穩(wěn)定比H2CO3穩(wěn)定）。穩(wěn)定）。 H2SiO3 = H2

14、O + SiO2弱酸性酸性比碳酸弱）弱酸性酸性比碳酸弱）1、硅酸的性質、硅酸的性質H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3+2H2O與堿與堿加熱易分解加熱易分解用用H2CO3H2CO3可制得可制得H2SiO3 H2SiO3 ，可證明，可證明H2SiO3 H2SiO3 的酸性比的酸性比H2CO3H2CO3弱。弱。SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3H2Si

15、O3向向Na2SiO3溶液中通如溶液中通如CO2也可生成也可生成H2SiO3【 練習練習1】下面對二氧化硅的敘述不正確的是下面對二氧化硅的敘述不正確的是 （ ） A. 二氧化硅晶體結構與金剛石類似二氧化硅晶體結構與金剛石類似 B. 二氧化硅不溶于水，也不能與水反應二氧化硅不溶于水，也不能與水反應生成酸生成酸 C. 二氧化硅是一種酸性氧化物，它不跟二氧化硅是一種酸性氧化物，它不跟任何酸反應任何酸反應 D. 二氧化硅和二氧化碳在物理性質上差二氧化硅和二氧化碳在物理性質上差異很大異很大C 【練習2】下列反應化學方程式錯誤的是 ( ) A. SiO2+2C=Si+2CO B. Si+O2=SiO2 C. SiO