高中化學必修《無機非金屬材料的主角硅》教學課件

第一節(jié)無機非金屬材料的主角——硅第四章非金屬及其化合物Si最外層電子數是4，碳也是。思考：碳、硅原子主要顯幾價？正四價（+4價），也可以顯-4價+14284二、硅原子結構結構決定性質不易得電子不易失電子硅礦山1、二氧化硅(SiO2)高嶺石：Al2O3·2SiO2

·2H2O正長石：KAlSi3O82、含氧硅酸鹽鈉長石一、硅元素自然界

存在形式思考：為什么自然界不存在游離態(tài)的單質硅？硅是一種親氧元素,在自然界中它總是與氧相互化合的(與碳不同)硅是構成巖石與許多礦物的基本元素一、二氧化硅在二氧化硅晶體中，每一個硅Si周圍結合4個O；同時每個O與2個Si結合。因此它是Si與O按1：2的原子個數比組成的具有空間網狀結構的晶體。SiO2是化學式，不是分子式。不存在SiO2分子[SiO4]四面體不僅存在于SiO2晶體中,而且存在于所有硅酸鹽礦石中.決定了SiO2的物理性質與CO2的完全不同

1、二氧化硅的結構（2）存在形態(tài)：其存在形態(tài)有______和______兩大類，統(tǒng)稱硅石石英晶體是結晶的二氧化硅，無色透明的晶體叫

，具有彩色環(huán)帶狀或層狀的稱

。晶體無定形物質二氧化硅二氧化碳化學式SiO2CO2物理性質硬度______，熔、沸點____,____溶于水熔、沸點____________溶于水（3）二氧化硅的主要性質大高難低可水晶瑪瑙石英砂、河砂、沙子等含二氧化硅①難溶于水，不與水反應

②只與氫氟酸反應（特性）,不與其他酸反應：

③是酸性氧化物

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3

高溫SiO2+4HF=SiF4+2H2O化學性質：SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2高溫制玻璃的原料：SiO2、Na2CO3、CaCO3普通玻璃的成分：SiO2、Na2SiO3、CaSiO3化學性質

二氧化硅二氧化碳與水反應

與酸反應

與堿反應SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O與鹽反應SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3與堿性氧化物反應SiO2+CaO=CaSiO3

CaO+CO2=CaCO3不反應CO2+H2O=H2CO3SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反應高溫高溫用途:【思考】（1）實驗室在存放強堿溶液時試劑瓶塞是___________，為什么_______________（2）HF酸為什么保存在塑料瓶中？_________________(3)SiO2既能和NaOH溶液反應又能和HF溶液反應，一定是兩性氧化物嗎？

防止玻璃中的SiO2與NaOH溶液反應生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起橡皮塞HF可與玻璃中的SiO2反應不是二、硅酸(H2SiO3)

實驗1:向飽和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀鹽酸現象結論方程式滴入酚酞溶液呈紅色，后來滴入鹽酸，溶液紅色變淺并接近消失時有透明的硅酸凝膠產生Na2SiO3溶液呈堿性，硅酸難溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(膠體)+2NaCl寫出CO2通入Na2SiO3溶液中方程式Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3(膠體)

+Na2CO3（1）制備：用可溶性的硅酸鈉與鹽酸或碳酸反應制備（2）酸性：酸性比碳酸____，硅酸____(填“能”或“不能”)使紫色石蕊試液變紅色。硅酸能與堿溶液反應，如與NaOH溶液反應的化學方程式為：_____________________________（3）硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：_________________(4)硅膠的用途：常用作________。常用作實驗室、

、

的

。也可作催化劑的載體弱不能H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2OH2SiO3=SiO2+H2O干燥劑袋裝食品瓶裝藥品干燥劑【思考與交流】反應①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，說明H2CO3的酸性強于H2SiO3。反應②Na2CO3＋SiO2==Na2SiO3＋CO2↑，能否說明H2SiO3的酸性強于H2CO3？

復分解反應強酸制弱酸規(guī)律僅適用于溶液，不能套用于固體高溫條件下的反應。3．硅酸鹽（1）概念：硅酸鹽是由_______、________和_________組成的化合物的總稱。（2）性質：硅酸鹽是一類結構復雜的固態(tài)，大多_____溶于水，化學性質______穩(wěn)定________（3）硅酸鈉①溶解性：_______溶于水，水溶液俗稱_____________，呈_______性。②用途：制備________和木材__________等的原料。硅、氧金屬等不能水玻璃堿硅膠、防火劑的原料實驗現象結論點燃晾干蒸餾水的濾紙

點燃晾干的硅酸鈉濾紙

水份蒸發(fā)后燃燒水份蒸發(fā)后不燃燒［實驗4-2］取兩張一樣的濾紙，分別放入蒸餾水和硅酸鈉飽和溶液中，使之充分吸濕、浸透，取出稍瀝干（不再滴液）后，同時分別放置在酒精燈外焰處，觀察現象。水份蒸發(fā)后，失去防火作用防火效果好用作防火劑無機非金屬材料硅酸鹽產品陶瓷水泥玻璃t硅酸鹽產品原料制造過程玻璃純堿、石灰石、石英砂

玻璃熔爐煅燒

水泥粘土、石灰石、石膏

回轉窯煅燒

陶瓷粘土高溫燒

（5）常見的硅酸鹽產品

性質用途SiC俗稱_______，具有______結構，硬度________

含4%硅的硅鋼有很高的_________性

硅橡膠具有很好的___________性和____________性

人工制造的分子篩具有____________結構，表面積大，具有吸附性

（6）其他含硅物質金剛砂很大金剛石砂紙、砂輪的磨料導磁變壓器鐵芯耐高溫耐低溫火箭導彈零件均勻微孔吸附劑催化劑四、硅單質：1、硅的存在：(1)硅在地殼中的含量僅次于氧,為26.3%(2)硅是一種親氧元素,主要以氧化物及硅酸鹽的形式存在。2、硅的結構：正四價3、主要物理性質結構類似金剛石，灰黑色、硬而脆有金屬光澤的固體熔點、沸點高硬度大4、化學性質：不活潑(1)常溫下：(知識介紹）①Si+2F2=SiF4②Si+4HF=SiF4↑+2H2↑③Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑注：其它氧化劑，如Cl2、O2、H2SO4、

HNO3等常溫下都不與硅起反應。(2)加熱時：與某些非金屬反應Si+O2==SiO2△5、工業(yè)制粗硅：粗硅提純*Si+2Cl2===SiCl4SiCl4+2H2===Si+4HClSiO2+2C===Si+2CO高溫△△課后答案1-5ADABB6-10CBCDB11-16BCCADB17.

SiO32-+2H+=H2SiO3(膠體)18.(1)Si(2)SiO2(3)Si（4）硅膠SiO2+4HF=SiF4+2H2O（2）SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+2OH-=SiO32-+H2OSiO2+C