高一化學(xué)必修1硅和二氧化硅課件（鳳山書屋）

1、無機(jī)非金屬材料的主角- 硅硅和二氧化硅 1向陽書屋u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.2向陽書屋u1、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”3向陽書屋u2、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度位置

2、。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4向陽書屋u（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？+142 8 4Si2 4+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5向陽書屋u 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。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。6向陽書屋u硅單質(zhì)的制備 硅單質(zhì)

3、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）。7向陽書屋u硅單質(zhì)的制備粗硅的制?。?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8向陽書屋u硅單質(zhì)存在形態(tài)晶體無定形物理性質(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9向陽書屋u 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10向

4、陽書屋u計(jì)算機(jī)芯片 硅的用途信息技術(shù)材料11向陽書屋u硅太陽能電池單晶硅電池組硅的用途新型能源12向陽書屋u太陽能汽車13向陽書屋u天然SiO2結(jié)晶形無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 14向陽書屋u15向陽書屋u返回瑪瑙16向陽書屋u正四面體（2）晶體結(jié)構(gòu)17向陽書屋u結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)金剛石硅晶體18向陽書屋u 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晶體無色透明穩(wěn)定性好，不活潑19向陽書屋uSiO2主要用途色態(tài)熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度用途、物理性質(zhì)比較無色透明晶體或白色粉末 高（1723） 高（2230）

5、 大 制備光纖、石英鐘表、光學(xué)儀器、普通玻璃、裝飾品等20向陽書屋u (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)用氫氟酸來雕刻玻璃，不能用玻璃儀器盛裝氫氟酸。為什么?21向陽書屋u在玻璃表面涂上一層石蠟22向陽書屋u在石蠟上雕刻出花紋，向挖空部分加少量氫氟酸23向陽書屋u洗掉酸并去掉石蠟24向陽書屋u (2)用氫氟酸來雕刻玻璃，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

6、的SiO2反應(yīng)，生成四氟化硅。25向陽書屋u比較項(xiàng)目二氧化碳CO2二氧化硅SiO2物質(zhì)分類與堿性氧化物反應(yīng)與堿反應(yīng)與水反應(yīng)與酸反應(yīng)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)26向陽書屋u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)。27向陽書屋u光學(xué)纖維胃鏡（4）二氧化硅的用

7、途28向陽書屋u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？29向陽書屋u 實(shí)驗(yàn)探究：向飽和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸現(xiàn) 象結(jié) 論方程式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30向陽書屋u知識(shí)拓展： 把

8、稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，會(huì)有什么現(xiàn)象？現(xiàn) 象結(jié) 論方程式滴入硫酸有硅酸凝膠產(chǎn)生硅酸難溶于水Na2SiO3+H2SO4 = H2SiO3 (膠體) +Na2SO431向陽書屋u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。32向陽書屋u方法一:方法二: 把CO2通入Na2SiO3溶液中， 觀察發(fā)生的現(xiàn)象33向陽書屋u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 + H2SiO3SiO32- + 2H+ = H2SiO3Na2SiO3 +

9、 H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3不溶、不穩(wěn)定、弱酸34向陽書屋u（2）酸性太弱，只能與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng) H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O（3）不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定），受熱易分解 H2SiO3 = H2O + SiO235向陽書屋u CO2通入下例各溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是（ ）A、氯化鈣溶液 B、石灰水C、飽和碳酸鈉溶液D、硅酸鈉溶液A討論:36向陽書屋u3.硅酸與硅膠閱讀P76硅膠 是H2SiO3濃溶液硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠變色硅膠,是將硅酸凝膠用

10、CoCl2溶液浸泡，然后經(jīng)干燥活化后制得的。(吸水前為淡藍(lán)色,吸水后為粉紅色)37向陽書屋u硅膠干燥劑硅膠常用作食品、藥品的干燥劑，也常用作催化劑的載體38向陽書屋u 硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。硅酸鹽是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì)，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。1、硅酸鈉（Na2SiO3）二、硅酸鹽39向陽書屋u物理性質(zhì)：白色晶體，能溶于水，是少數(shù)可溶性硅酸鹽之一, 它的水溶液俗稱水玻璃、泡花堿。Na2SiO3有何化學(xué)特性？40向陽書屋u步驟放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)4-2著火不著火木材、紙張等易燃物品，用飽和Na2SiO3溶液浸泡后不易著火。41向陽書屋u硅酸鈉的特性及用途：水玻璃是無色粘稠液體，是一種礦物膠。1.它可以用于制備硅膠;2.建筑工業(yè)上可用作粘合劑;3.用作耐火材料。42向陽書屋u思考：三硅酸鎂被用來治療胃酸過多的胃潰瘍，是因?yàn)樵撐镔|(zhì)不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸Mg2Si3O8nH2O改寫成氧化物的形式為： ，它中和胃酸（HCl）的方程式： 。2MgO3SiO2nH2O2MgO3SiO2nH2O + 4HCl = 2MgCl2 + 2H2O +3SiO2 + nH2O閱讀P77