高一化學(xué)必修1硅和二氧化硅課件

無(wú)機(jī)非金屬材料的主角----硅——硅和二氧化硅

硅谷:思考:提及到“硅”,你能聯(lián)想到哪些?美國(guó)新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū),電子技術(shù)研究中心,計(jì)算機(jī)生產(chǎn)的重要基地,位于加利福尼亞州圣弗朗西斯科南端.半導(dǎo)體:單晶硅是半導(dǎo)體器材的核心材料,硅半導(dǎo)體是集成電路的主要材料,估計(jì)在21世紀(jì),硅仍然會(huì)占半導(dǎo)體材料的95%以上.1、你知道硅元素在地殼中排名第幾嗎？在自然界主要以什么形態(tài)存在？以化合態(tài)的形式存在，硅的氧化物及其硅酸鹽構(gòu)成了地殼的絕大部分（巖石、沙子和土壤），占地殼質(zhì)量的90%以上，“統(tǒng)治了地殼”2、請(qǐng)同學(xué)們找出硅在元素周期表的位置？

硅位于金屬與非金屬的過(guò)度位置。晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料（1）硅的原子結(jié)構(gòu)硅和碳一樣,其原子既不易失去又不易得到電子,主要形成四價(jià)的化合物.3、請(qǐng)同學(xué)們寫出硅和碳的核外電子排布？+14284Si24+6C2、碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素硅是構(gòu)成巖石和許多礦物的基本元素遠(yuǎn)古時(shí)期，人類就懂得怎樣應(yīng)用硅的氧化物和硅酸鹽來(lái)做玻璃、陶瓷等。但是硅的單質(zhì)直到18世紀(jì)上半葉才被化學(xué)家制備出來(lái)。為什么硅單質(zhì)這么晚才出現(xiàn)在人類生活？硅單質(zhì)的問(wèn)世硅是一種親氧元素，在自然界中它總是與氧化合的。所以在氧化氛圍的地球上，硅以熔點(diǎn)高的氧化物和硅酸鹽的形式存在。硅單質(zhì)的制備硅單質(zhì)的制備主要原材料——二氧化硅（水晶、石英以及沙石的主要成分）。硅單質(zhì)的制備粗硅的制取：SiO2+2C===Si+2CO高溫電爐粗硅制純硅：（常用方法）Si

+

2Cl2

==

SiCl4SiCl4+2H2===Si+

4HCl高溫硅單質(zhì)存在形態(tài)晶體無(wú)定形物理性質(zhì)

晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很高，硬度大的固體。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間常溫下硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可以制成太陽(yáng)能電池，可制成有良好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金。半導(dǎo)體晶體管及芯片的出現(xiàn),促進(jìn)了信息技術(shù)革命.（4）硅的用途計(jì)算機(jī)芯片硅的用途信息技術(shù)材料硅太陽(yáng)能電池單晶硅電池組硅的用途新型能源太陽(yáng)能汽車天然SiO2結(jié)晶形無(wú)定形——硅藻土石英水晶瑪瑙……二、二氧化硅（硅是親氧元素）（1）SiO2存在返回瑪瑙正四面體（2）晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)金剛石硅晶體

SiO2四面體立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體物理性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：猜測(cè)性質(zhì)硬度大，熔點(diǎn)高的固體不溶于水，純凈的SiO2晶體無(wú)色透明穩(wěn)定性好，不活潑用途、物理性質(zhì)比較無(wú)色透明晶體或白色粉末高（1723℃）高（2230℃）大制備光纖、石英鐘表、光學(xué)儀器、普通玻璃、裝飾品等(1)裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞不能用磨砂玻璃塞。為什么?SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O想一想因?yàn)镹aOH溶液會(huì)跟磨砂玻璃塞中的SiO2反應(yīng)，生成的硅酸鈉會(huì)把試劑瓶和玻璃塞粘連在一起。(2)用氫氟酸來(lái)雕刻玻璃，不能用玻璃儀器盛裝氫氟酸。為什么?在玻璃表面涂上一層石蠟在石蠟上雕刻出花紋，向挖空部分加少量氫氟酸洗掉酸并去掉石蠟(2)用氫氟酸來(lái)雕刻玻璃，不能用玻璃儀器盛裝氫氟酸。為什么?SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O因?yàn)闅浞釙?huì)跟玻璃中的SiO2反應(yīng)，生成四氟化硅。高溫SiO2+CaO===CaSiO3高溫CO2+CaO===CaCO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+H2O=H2CO3不反應(yīng)只與HF反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4

↑+2H2O酸性氧化物酸性氧化物（3）化學(xué)性質(zhì)比較不反應(yīng)二氧化硅化學(xué)性質(zhì)1、化學(xué)穩(wěn)定性：穩(wěn)定性好，除氫氟酸外一般不與其它酸反應(yīng)。2、屬酸性氧化物，可與強(qiáng)堿反應(yīng)、堿性氧化物反應(yīng)。光學(xué)纖維胃鏡（4）二氧化硅的用途一、硅酸(H2SiO3)

H2SiO3是SiO2的對(duì)應(yīng)水化物（SiO2是H2SiO3的酸酐）。它不溶于水，是一種白色粉末狀的固體。

思考：二氧化硅難溶于水，那么，如何制得硅酸呢？實(shí)驗(yàn)探究：向飽和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(膠體)+2NaCl滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無(wú)色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生

a、Na2SiO3溶液呈堿性，b、可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠。1.H2SiO3的制法知識(shí)拓展：

把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，會(huì)有什么現(xiàn)象？滴入硫酸有硅酸凝膠產(chǎn)生硅酸難溶于水Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3(膠體)

+Na2SO4活動(dòng)探究：已知硅酸是一種弱酸，請(qǐng)利用中學(xué)實(shí)驗(yàn)室常見的儀器及藥品，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，探索對(duì)比硅酸和碳酸的酸性強(qiáng)弱。方法一:方法二:

把CO2通入Na2SiO3溶液中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象小結(jié)：2.硅酸的性質(zhì)(1)硅酸是一種弱酸，酸性比H2CO3弱，不能使指示劑變色。Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓SiO32-+2