無機(jī)非金屬材料的主角---硅OKppt課件

1、發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn): : 非金屬位于元素周期表非金屬位于元素周期表的什么位置的什么位置? ?它們與人類的生存環(huán)境、生活和消費(fèi)有何它們與人類的生存環(huán)境、生活和消費(fèi)有何關(guān)系關(guān)系? ?1 無機(jī)非金屬資料的主無機(jī)非金屬資料的主角角硅硅一、硅的存在、原子構(gòu)造、單質(zhì)及用途一、硅的存在、原子構(gòu)造、單質(zhì)及用途硅的化合物構(gòu)成了地殼中大硅的化合物構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤部分的巖石、沙子和土壤, ,約占地殼質(zhì)量的約占地殼質(zhì)量的90%90%以上以上. .一、硅的存在一、硅的存在硅的分布與存在硅的分布與存在存在：自然界中沒有游離態(tài)，只需存在：自然界中沒有游離態(tài)，只需化合態(tài)化合態(tài)分布：自然界中分布廣泛，在地殼分布：自然

2、界中分布廣泛，在地殼中居第二位，僅次于氧。是構(gòu)成礦中居第二位，僅次于氧。是構(gòu)成礦物和巖石的根本元素。物和巖石的根本元素。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%硅的存在硅的存在二、硅的原子構(gòu)造二、硅的原子構(gòu)造2 8 4+14元素周期表元素周期表: :第三周期第第三周期第AA族族碳是構(gòu)成有機(jī)物的主碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素要元素硅和碳一樣硅和碳一樣, ,其原子其原子既不易失去又不易得既不易失去又不易得到電子到電子, ,主要構(gòu)成四主要構(gòu)成四價的化合物價的化合物. .推測硅推測硅單質(zhì)能夠具有的化學(xué)單

3、質(zhì)能夠具有的化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)1 1、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)：硅單硅單質(zhì)質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅兩種。硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。澤、硬而脆的固體。晶體硅的構(gòu)造類似于金剛石，熔點(diǎn)晶體硅的構(gòu)造類似于金剛石，熔點(diǎn)(1410)(1410)和沸點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。都很高，硬度大。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。在高溫條件下，單質(zhì)硅能與在高溫條件下，單質(zhì)硅能與O2和和Cl2等非金屬單質(zhì)反響。等非金屬單質(zhì)反響。常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，只能跟常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，只能跟F2、HF和和 NaOH溶液反響。溶液反響。Si2F2SiF

4、4 Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2SiO2 SiO2 硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)2、3 3、硅的工業(yè)制備、硅的工業(yè)制備SiO22CSi(粗粗)2CO Si(粗粗)2Cl2SiCl4 SiCl42H2Si(純純)4HCl 1反響中焦炭做反響中焦炭做 A.復(fù)原劑復(fù)原劑 B.氧化劑氧化劑 C.二者都不是二者都不是2反響反響 屬于屬于 ，反響，反響 屬于屬于 A.化合反響化合反響 B.分解反響分解反響 C.氧化復(fù)原反響氧化復(fù)原反響 D.非氧化復(fù)原反響非氧化復(fù)原反響 E.置換反響置換反響AACCESiO22CSi(粗粗)2CO Si(粗粗)2Cl2SiCl4 S

5、iCl42H2Si(純純)4HCl 根據(jù)以下反響回答以下問題：根據(jù)以下反響回答以下問題：4 4、用途：太陽能電池、計、用途：太陽能電池、計算機(jī)芯片以及半導(dǎo)體資料信算機(jī)芯片以及半導(dǎo)體資料信息技術(shù)等資料和人造衛(wèi)星、息技術(shù)等資料和人造衛(wèi)星、登月車、火星探測器等動力登月車、火星探測器等動力設(shè)備新能源。設(shè)備新能源。硅太陽能電池硅太陽能電池硅芯片是各種計算機(jī)、微電子產(chǎn)品的中心硅芯片是各種計算機(jī)、微電子產(chǎn)品的中心硅單硅單質(zhì)質(zhì)沙子沙子水水 晶晶水晶水晶 瑪瑪瑙瑙三、二氧化硅三、二氧化硅 SiO2 SiO2 天然二氧化硅天然二氧化硅 約占地殼總質(zhì)量約占地殼總質(zhì)量12%12%俗稱俗稱“石英石英玻璃玻璃光導(dǎo)纖維光導(dǎo)

6、纖維石英坩堝石英坩堝1 1、二氧化硅的存在和用途、二氧化硅的存在和用途, ,(1)(1)物理性質(zhì)物理性質(zhì)_(2)(2)化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性_根據(jù)圖片分析：根據(jù)圖片分析：名名 稱稱二氧化硅二氧化硅化學(xué)式化學(xué)式存在形態(tài)存在形態(tài)物理性質(zhì)物理性質(zhì)與氫氟酸反應(yīng)與氫氟酸反應(yīng)與堿性氧化物與堿性氧化物與強(qiáng)堿反應(yīng)與強(qiáng)堿反應(yīng)用途用途SiO2SiO2結(jié)晶型結(jié)晶型 無定型無定型難溶于水的固體、硬度大、難溶于水的固體、硬度大、熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高SiO2+4HF=SiF4 +2H2OSiO2+CaO = CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O建筑資料、飾品等建筑資料、飾品等高溫性質(zhì)性質(zhì)用途用途SiO2 + 4

7、HF = SiF4 + H2OSiO2 + 4HF = SiF4 + H2O雕刻玻璃雕刻玻璃雕花玻璃在玻璃外表涂上一層石蠟在玻璃外表涂上一層石蠟在石蠟上雕刻出花紋，向挖在石蠟上雕刻出花紋，向挖空部分加少量氫氟酸空部分加少量氫氟酸洗掉酸并去掉石蠟洗掉酸并去掉石蠟二、硅酸二、硅酸 H2SiO3H2SiO3弱酸酸性弱于碳酸弱酸酸性弱于碳酸Na2SiONa2SiO3 3+ _+ _H2SiO3H2SiO3+_+_硅酸鈉溶液放置在空氣中會蛻硅酸鈉溶液放置在空氣中會蛻變，為什么？變，為什么？Na2SiONa2SiO3 3+ CO2+ H2O =+ CO2+ H2O =H2SiOH2SiO3 3+ + Na

8、2CO3Na2CO3要求：要求：a a 要有要有CO2CO2發(fā)生安裝；發(fā)生安裝； b b 標(biāo)出他的安裝圖里選用試劑標(biāo)出他的安裝圖里選用試劑 及儀器的稱號及儀器的稱號畫出用畫出用CO2CO2與與Na2SiO3Na2SiO3溶液制溶液制 H2SiO3H2SiO3實(shí)驗(yàn)安裝圖。實(shí)驗(yàn)安裝圖。 鹽酸、碳酸、硅酸酸性的強(qiáng)弱鹽酸、碳酸、硅酸酸性的強(qiáng)弱A . NaOH溶液溶液 B. H2O飽和飽和Na2CO3 溶液溶液 D.飽和飽和NaHCO3溶液溶液洗氣瓶中的液體洗氣瓶中的液體( ) 問題問題:有人說此實(shí)驗(yàn)并有人說此實(shí)驗(yàn)并 不能驗(yàn)證碳酸能制硅酸不能驗(yàn)證碳酸能制硅酸,他他以為呢？以為呢？ D制取硅酸制取硅酸實(shí)驗(yàn)

9、試劑：硅酸鈉溶液、酚酞、稀鹽實(shí)驗(yàn)試劑：硅酸鈉溶液、酚酞、稀鹽 酸、或稀硫酸酸、或稀硫酸實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：填表填表( (書書P77 P77 實(shí)驗(yàn)探求實(shí)驗(yàn)探求Na2SiONa2SiO3 3+ _+ _H2SiO3H2SiO3+_+_實(shí)驗(yàn)要求：實(shí)驗(yàn)要求：1 1、做實(shí)驗(yàn)前先寫出化學(xué)方程式。、做實(shí)驗(yàn)前先寫出化學(xué)方程式。2 2、確定他所運(yùn)用的試劑，設(shè)計好實(shí)驗(yàn)、確定他所運(yùn)用的試劑，設(shè)計好實(shí)驗(yàn)步驟，先動腦再動手。步驟，先動腦再動手。3 3、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、科學(xué)、合理，液體、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、科學(xué)、合理，液體試劑取試管一指節(jié)高度，防止浪費(fèi)。試劑取試管一指節(jié)高度，防止浪費(fèi)。4 4、四人一組，兩人進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，兩人察、四人

10、一組，兩人進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，兩人察看、記錄實(shí)驗(yàn)景象。看、記錄實(shí)驗(yàn)景象。硅膠泳帽硅膠泳帽硅膠枯燥劑硅膠枯燥劑硅膠是硅酸凝膠經(jīng)枯燥脫水后得到的，硅膠是硅酸凝膠經(jīng)枯燥脫水后得到的，化學(xué)成分為化學(xué)成分為H2SiO3H2SiO3不溶于水不透水不溶于水不透水耐腐蝕、穩(wěn)定耐腐蝕、穩(wěn)定無味無毒無味無毒吸附水的才干強(qiáng)，吸附水的才干強(qiáng)，做枯燥劑精細(xì)儀做枯燥劑精細(xì)儀器器闡明硅膠具有哪些性質(zhì)？闡明硅膠具有哪些性質(zhì)？變色硅膠變色硅膠將硅酸凝膠用將硅酸凝膠用CoCl2CoCl2溶液浸泡，然后經(jīng)溶液浸泡，然后經(jīng)枯燥活化后制得的?？菰锘罨笾频玫摹o水無水CoCl2CoCl2為藍(lán)色，水合為藍(lán)色，水合CoCl26H2OCoCl26H2

11、O顯顯紅色。所以根據(jù)變色硅膠的顏色變化，紅色。所以根據(jù)變色硅膠的顏色變化，可以判別硅膠吸水的程度。可以判別硅膠吸水的程度。2 2、硅酸鈉、硅酸鈉 Na2SiO3Na2SiO3用途：木材防火劑；用于建筑膠；是用途：木材防火劑；用于建筑膠；是玻璃的主要成分；用于冶煉鑄造；制玻璃的主要成分；用于冶煉鑄造；制備硅酸、硅膠等備硅酸、硅膠等硅酸鈉的水溶液俗稱硅酸鈉的水溶液俗稱“水玻璃水玻璃硅酸鈉的水溶液呈堿性，也叫硅酸鈉的水溶液呈堿性，也叫“泡花堿泡花堿具備較好的粘性，具備較好的粘性，事先將濾紙放入飽和事先將濾紙放入飽和硅酸鈉溶液中充分浸硅酸鈉溶液中充分浸透，取出枯燥后進(jìn)展透，取出枯燥后進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)?！?/p>

12、點(diǎn)不著的濾紙點(diǎn)不著的濾紙硅的重要化合物硅的重要化合物 對人類文明的奉獻(xiàn)對人類文明的奉獻(xiàn) P77 P77玻璃：玻璃：Na2SiO3 Na2SiO3 、 CaSiO3 CaSiO3、 SiO2 SiO2水泥：硅酸二鈣、硅酸三鈣水泥：硅酸二鈣、硅酸三鈣 、鋁、鋁酸三鈣酸三鈣陶瓷：黏土陶瓷：黏土 Al2O3 .2SiO2 Al2O3 .2SiO2 2H2O )2H2O )高溫高溫 燒結(jié)而成燒結(jié)而成碳化硅：碳化硅：SiC SiC 砂輪的主要成分俗砂輪的主要成分俗稱稱“金剛砂金剛砂硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品復(fù)雜的硅酸鹽常寫成氧化物的方式復(fù)雜的硅酸鹽常寫成氧化物的方式了解二氧化硅的性質(zhì)：補(bǔ)了解二氧化硅的性質(zhì)：補(bǔ)充充高溫下與鹽反響：制玻璃高溫下與鹽反響：制玻璃SiO2 +