高高一化學必修一 第四章第一節(jié) 硅 課件

高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件●內(nèi)容概述本章是高中化學集中介紹非金屬知識的首章，它是對初中化學中的碳、氫、氧知識的總結(jié)，同時又以鹵素為代表介紹非金屬的典型結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途與制法，具有承上啟下的作用。本章共分四節(jié)，分別討論幾種重要的非金屬——硅、氯、硫、氮及其化合物的重要性質(zhì)，是無機化學的重要內(nèi)容，也是與生產(chǎn)、生活及新科技密切聯(lián)系的內(nèi)容，是考試中考查其他理論知識的平臺。每一部分都與現(xiàn)實生活聯(lián)系密切?！駜?nèi)容概述氯是典型的非金屬元素，其特征性質(zhì)是強氧化性，它能夠氧化除金、鉑以外的絕大多數(shù)金屬，能與水、堿等化合物發(fā)生反應(yīng)，可以將比它活潑性稍差的非金屬從其鹽或無氧酸中置換出來。硫和氮的氧化物、硫酸和硝酸、氨是生產(chǎn)和生活中重要的化合物，與人類生產(chǎn)和生活密切相關(guān)；硅則是信息材料的基礎(chǔ)原料與材料，是當今社會不可缺少的重要材料。學習中，要非常重視特性的學習。特性往往是一種物質(zhì)的利用價值所在，也是考試的考查重點。氯是典型的非金屬元素，其特征性質(zhì)是強氧化性，它能夠氧化除金、●重點難點重點：1．SiO2的性質(zhì)。2．Cl2的化學性質(zhì)。3．SO2與水的反應(yīng)。4．NO2與水的反應(yīng)。5．SO2和NO2對大氣的污染。6．濃H2SO4、HNO3的氧化性。7．氨的化學性質(zhì)。

●重點難點難點：1．硅酸鹽的豐富性和多樣性。2．Cl2與水的反應(yīng)，Cl2與NaOH的反應(yīng)。3．可逆反應(yīng)，NO2與水的反應(yīng)。4．濃H2SO4、HNO3的氧化性。

難點：●課標解讀1．了解硅在元素周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)特點及重要用途。2．掌握SiO2、H2SiO3的化學性質(zhì)，了解硅酸鹽的性質(zhì)、用途及無機非金屬材料：水泥、玻璃、陶瓷等的用途。3．了解Cl的原子結(jié)構(gòu)，掌握Cl2、HClO的化學性質(zhì)及用途?！裾n標解讀4．掌握Cl－的檢驗方法，了解鹵素單質(zhì)的活潑性及鹵化物的用途。5．掌握硫、氮的氧化物的性質(zhì)，了解它們對環(huán)境的危害。6．掌握濃H2SO4、濃HNO3的化學性質(zhì)。7．掌握NH3和銨鹽的性質(zhì)、用途及NH3的實驗室制法。8．了解氮循環(huán)對生態(tài)平衡的重要作用。了解某些污染物的來源、性質(zhì)和危害，體會化學對環(huán)境保護的重要意義，培養(yǎng)關(guān)注社會的意識和責任感。4．掌握Cl－的檢驗方法，了解鹵素單質(zhì)的活潑性及鹵化物的用途●學法點撥1．強化結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途的研究模式，運用結(jié)構(gòu)理論指導元素化合物的學習。2．注意對知識的歸納、對比和遷移。Cl2是鹵素的一種重要單質(zhì)，通過對Cl2的學習，找出與其他鹵素單質(zhì)的相似性和差異性，求同存異，強化對非金屬元素化合物知識的整體性、規(guī)律性的認識?！駥W法點撥3．重視理論與社會、生活、生產(chǎn)和科技的聯(lián)系?；瘜W“三廢”的排放直接影響我們生活環(huán)境的好壞，影響人類生活的品質(zhì)，要運用所學到的知識去保護我們賴以生存的環(huán)境，構(gòu)建人與自然的和諧社會。4．重視化學實驗。通過實驗提高實驗設(shè)計能力、動手能力、分析問題和解決化學問題的能力。

3．重視理論與社會、生活、生產(chǎn)和科技的聯(lián)系?；瘜W“三廢”的排第一節(jié)無機非金屬材料的主角——硅(共2課時)第一節(jié)無機非金屬材料的主角——硅(共2課時)高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件光導纖維是一種能利用光的反射作用來傳導光線的透明度極高的細絲。以光導纖維為傳輸媒介的光纖通訊，是將要傳送的語言、圖像和數(shù)據(jù)信號等轉(zhuǎn)化為光信號，以光纖進行傳輸?shù)耐ㄓ嵎绞?。它克服了聲音信號和圖像信號在銅絲或鋁絲這兩種傳統(tǒng)媒介中傳播損耗大的缺點，并節(jié)約了大量金屬資源。你知道光導纖維是什么材料制得的嗎？

光導纖維是一種能利用光的反射作用來傳導光線的透明度極高的細絲水晶的英文名稱為Crystal，別名晶石、水晶石。水晶是一種無色透明的石英結(jié)晶體礦物。目前，水晶飾品越來越多地受到關(guān)注。例如，一些水晶項鏈、手鏈等。水晶和沙子的主要成分都是SiO2，你知道SiO2具有怎樣的性質(zhì)嗎？

水晶的英文名稱為Crystal，別名晶石、水晶石。水晶是一種●梳理導引1．硅元素的存在和硅原子的結(jié)構(gòu)(1)硅元素的存在在自然界中硅全部以________態(tài)存在，硅是構(gòu)成________和許多礦物的基本元素，在地殼中的含量僅次于________，達到________。________和________是硅的主要存在形式?！袷崂韺б?2)硅原子的結(jié)構(gòu)硅原子的最外層上有________個電子，原子結(jié)構(gòu)示意圖為________，其原子既不易________電子又不易______電子，主要形成________的化合物。2．二氧化硅(1)存在地球上天然的二氧化硅也叫________，是一種堅硬難熔的固體，有________和________兩大類。石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅(SiO2)。(2)硅原子的結(jié)構(gòu)(2)結(jié)構(gòu)二氧化硅晶體是由硅原子和氧原子構(gòu)成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶體中硅原子和氧原子的個數(shù)比為________，不存在單個的SiO2分子。在SiO2晶體中，每個Si原子周圍結(jié)合________O，Si在________，氧原子在________，同時每個O與________Si相連，每個氧原子為________四面體共有。(2)結(jié)構(gòu)(3)物理性質(zhì)二氧化硅是堅硬、難熔的固體，________溶于水，不導電，純凈的二氧化硅晶體無色透明。(3)物理性質(zhì)(4)化學性質(zhì)①酸性氧化物的性質(zhì)A．與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽，高溫下SiO2與CaO反應(yīng)的方程式為：____________________________。B．與強堿反應(yīng)生成鹽和水，常溫下SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的方程式為：____________________。由于玻璃中含有SiO2，SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成的Na2SiO3會黏結(jié)玻璃，所以，盛放堿液的試劑瓶不能用玻璃塞，只能用橡皮塞。(4)化學性質(zhì)C．與碳酸鹽在高溫下反應(yīng)，SiO2與CaCO3、Na2CO3反應(yīng)的方程式分別為：____________________；______________________________________。②與氫氟酸反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為：__________________，此反應(yīng)可用于玻璃上雕刻。③弱氧化性，SiO2高溫下與C作用可制取粗硅，反應(yīng)的化學方程式為：________________________________。C．與碳酸鹽在高溫下反應(yīng)，SiO2與CaCO3、Na2CO33．硅酸(1)制備硅酸(H2SiO3)不溶于水，其酸性比碳酸的酸性________，通常用________和其他酸性比硅酸強的酸反應(yīng)制得。Na2SiO3的水溶液俗稱________，常用作黏合劑。往Na2SiO3溶液中加入HCl，能制得硅酸，反應(yīng)的化學方程式：______________________。3．硅酸(2)性質(zhì)及用途①硅酸可與強堿反應(yīng)生成________和________。硅酸溶于NaOH溶液的反應(yīng)方程式為____________________。②硅酸的熱穩(wěn)定性差，受熱易分解，方程式為____。③硅酸濃度較小時可逐漸聚合成膠體溶液——________，濃度較大時可形成________的____________。______經(jīng)干燥脫水后得到多孔的______，稱為________。硅膠多孔，吸附能力強，常用作________和________。(2)性質(zhì)及用途參考答案：1．(1)化合巖石氧26.3%硅的氧化物硅酸鹽(2)失去得到四價2．(1)硅石結(jié)晶形無定形(2)124個四面體的中心4個頂點2個2個(3)不：參考答案：：高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件3．(1)弱可溶性硅酸鹽水玻璃NaSiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓(2)①鹽水H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O②H2SiO3

SiO2＋H2O③硅酸溶膠軟而透明膠凍狀硅酸凝膠硅的凝膠硅酸干凝膠硅膠干燥劑催化劑的載體3．(1)弱可溶性硅酸鹽水玻璃●問題探究1．根據(jù)二氧化硅的存在和應(yīng)用，請你分析以下問題：SiO2具有哪些物理性質(zhì)？化學穩(wěn)定性如何？你的根據(jù)是什么？提示：物理性質(zhì)：熔點高、硬度大?；瘜W性質(zhì)：化學穩(wěn)定性好，除氫氟酸外一般不與其他酸反應(yīng)，可以與強堿如NaOH等反應(yīng)，屬于酸性氧化物。SiO2的這些性質(zhì)主要和它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定。

●問題探究2．如何理解二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)？提示：每個O原子周圍連接著2個Si原子，成直線型。每個Si原子周圍連接著4個O原子，構(gòu)成以Si原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)，4個O原子分別位于正四面體的4個頂點上(虛線示型。)

2．如何理解二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)？每個Si原子通過O原子與周圍的4個Si原子連接著，形成1個大的正四面體(虛線示型)：

每個Si原子通過O原子與周圍的4個Si原子連接著，形成1個大高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件●細品教材1．存在二氧化硅廣泛存在于自然界中，天然二氧化硅稱為硅石，約占地殼質(zhì)量的12%，其存在形態(tài)有結(jié)晶形和無定形兩種，石英晶體和水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅?？諝庵写嬖隗w積分數(shù)約為0.03%的二氧化碳，近年來空氣中二氧化碳的含量呈上升趨勢，主要原因是人類在生產(chǎn)活動中大量地消耗燃料和破壞森林植被，從而導致了自然界的“溫室效應(yīng)”。

高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件2．結(jié)構(gòu)二氧化碳是直線型分子，結(jié)構(gòu)式為O===C===O，而二氧化硅是含有[SiO4]四面體結(jié)構(gòu)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，不存在單個的二氧化硅分子。

2．結(jié)構(gòu)3．性質(zhì)和用途比較二氧化硅二氧化碳物理性質(zhì)堅硬難熔的固體，不溶于水，純凈的二氧化硅晶體無色透明無色無味的氣體，通常情況下，1體積水約溶解1體積的二氧化碳，加壓或降溫會導致二氧化碳在水中的溶解度增大；固態(tài)的二氧化碳又叫干冰，易升華3．性質(zhì)和用途比較二氧化硅二氧化碳物理性質(zhì)堅硬難熔的固體，不二氧化硅二氧化碳化學性質(zhì)相同點都很穩(wěn)定，但二氧化硅比二氧化碳更穩(wěn)定；均為酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；盛強堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，原因就是玻璃中含有二氧化硅，磨砂玻璃遇到強堿溶液時，二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成了硅酸鈉，由于Na2SiO3溶液有良好的黏結(jié)性，而使瓶口與瓶塞黏在一起難以開啟(但未進行磨砂處理的玻璃在常溫下是不能被強堿腐蝕的)；均有弱氧化性：SiO2＋2CSi＋2CO↑，CO2＋C2CO二氧化硅二氧化碳化學性質(zhì)相同點都很穩(wěn)定，但二氧化硅比二氧化碳二氧化硅二氧化碳化學性質(zhì)不同點二氧化硅能溶于氫氟酸SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O故氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中二氧化碳與水反應(yīng)：CO2＋H2O

H2CO3，而二氧化硅不能；與過氧化鈉的反應(yīng)：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2二氧化硅二氧化碳化不二氧化硅能溶于氫氟酸SiO2＋4HF==二氧化硅二氧化碳用途與危害用途：制光導纖維、石英玻璃、石英表、石英鐘、光學儀器、石英坩堝，制作裝飾品等危害：人長期吸入含有二氧化硅的粉塵，會患硅肺病(舊稱矽肺)用途：用做滅火劑(但不能撲滅鈉等金屬燃燒引起的火災(zāi))；制純堿、尿素；制汽水等碳酸型飲料；干冰作制冷劑和人工降雨劑；二氧化碳可用做溫室中植物的“氣肥”(光合作用)危害：人處在高濃度的二氧化碳環(huán)境中可能會窒息，嚴重時會死亡，空氣中二氧化碳的含量過高會引起“溫室效應(yīng)”而發(fā)生自然災(zāi)害二氧化硅二氧化碳用途用途：制光導纖維、石英玻璃、石英表、石英●典例精析【例1】關(guān)于二氧化硅，下列敘述不正確的是()A．水晶的成分是二氧化硅B．二氧化硅和二氧化碳在物理性質(zhì)上有很大差別C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水反應(yīng)生成酸D．二氧化硅是一種酸性氧化物，它不跟任何酸起反應(yīng)●典例精析【解析】

水晶、瑪瑙、沙子都含二氧化硅；SiO2晶體不溶于水，也不能與水反應(yīng)生成H2SiO3，制取H2SiO3是利用可溶性硅酸鹽與酸的反應(yīng)；SiO2雖然是酸性氧化物，但它可以與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，這是它的特性，氫氟酸可用于刻蝕玻璃就是利用了這一性質(zhì)；CO2在通常狀況下為氣體，與SiO2物理性質(zhì)相差很大。【答案】

D【解析】水晶、瑪瑙、沙子都含二氧化硅；SiO2晶體不溶于水【點拔】對元素化合物的性質(zhì)既要注意其通性，也要記熟其特殊性，如SiO2與氫氟酸的反應(yīng)。這樣對解決問題很有幫助?！军c拔】對元素化合物的性質(zhì)既要注意其通性，也要記熟其特殊性【例2】指出下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學性質(zhì)或作用，在A～E選項中選擇正確的答案填入括號內(nèi)?！纠?】指出下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學性質(zhì)或作用，在AA．作為玻璃的成分被消耗而用于雕刻B．氧化性C．酸性氧化物的通性D．將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來E．氧化還原反應(yīng)中Si的化合價沒變A．作為玻璃的成分被消耗而用于雕刻【解析】

A用來雕刻玻璃，只有氫氟酸能溶解SiO2；B中氧化性是指SiO2中Si的化合價降低；C中酸性氧化物都能與堿反應(yīng)；D項所指“揮發(fā)性酸酐”，只能是CO2；E中前提是氧化還原反應(yīng)，即其他元素的化合價變了而硅的化合價沒變?！敬鸢浮?/p>

(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A【解析】A用來雕刻玻璃，只有氫氟酸能溶解SiO2；B中氧化【點拔】SiO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。

【點拔】SiO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。二氧化硅是酸性氧化物的原因是 ()A．它溶于水得相應(yīng)的酸B．它對應(yīng)的水化物是可溶性強酸C．它與強堿溶液反應(yīng)只生成鹽和水D．它是非金屬氧化物【答案】

C【解析】

判斷酸性氧化物的方法是氧化物與堿反應(yīng)只生成鹽和水。高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件請?zhí)羁眨?1)形成單質(zhì)A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________，它的最高化合價為________。(2)B的化學式(分子式)為________，B和碳反應(yīng)生成A和E的化學方程式是___________________________。(3)C的化學式(分子式)為________，D的化學式(分子式)為________。請?zhí)羁眨骸敬鸢浮?/p>

【答案】●細品教材1．硅酸二氧化硅對應(yīng)的水化物是硅酸，即二氧化硅是硅酸的酸酐。與一般的酸相比，硅酸的組成與結(jié)構(gòu)都復雜得多，常用化學式H2SiO3來簡單地表示硅酸。硅酸為白色固體，難溶于水。其酸性極弱，比碳酸還弱，只能與強堿反應(yīng)，例如高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件硅酸的熱穩(wěn)定性很弱，受熱分解為二氧化硅和水硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水就形成硅酸干膠，稱為“硅膠”，可做干燥劑，也可以用作催化劑的載體。硅酸的熱穩(wěn)定性很弱，受熱分解為二氧化硅和水2．碳酸二氧化碳對應(yīng)的水化物是碳酸(H2CO3)，二氧化碳是碳酸的酸酐。碳酸的酸性很弱(但比H2SiO3強)，且很不穩(wěn)定。H2CO3===H2O＋CO2↑因此，有關(guān)碳酸的化學反應(yīng)通常用二氧化碳和水來代替。2．碳酸3．硅酸性質(zhì)的探究實驗原理：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。實驗步驟：在飽和Na2SiO3溶液中逐滴加入1～2滴酚酞，再逐滴加入稀鹽酸，溶液紅色變淺直至消失，停止加入，可以看到先生成的H2SiO3逐漸聚合而形成膠體溶液——硅酸溶液。實驗現(xiàn)象：加入酚酞后，溶液變紅，再滴入稀鹽酸，紅色變淺，繼續(xù)加入稀鹽酸，紅色消失，有白色膠狀沉淀生成。實驗結(jié)論：①Na2SiO3的水溶液呈堿性。②Na2SiO3溶液能夠與稀鹽酸反應(yīng)生成硅酸。③H2SiO3膠體最終凝聚成為H2SiO3沉淀。3．硅酸性質(zhì)的探究●典例精析【例3】能證明碳酸化硅酸酸性強的實驗是()A．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2不溶于水B．高溫時發(fā)生反應(yīng)：C．碳酸比硅酸受熱易分解D．將CO2通入Na2SiO3的水溶洲中有白色膠狀沉淀生成●典例精析【解析】

CO2能與Na2SiO3溶液發(fā)生復分解反應(yīng)，利用的是較強酸H2CO3制取較弱酸H2SiO3的原理。【答案】

D【解析】CO2能與Na2SiO3溶液發(fā)生復分解反應(yīng)，利用的【點撥】請注意！D項反應(yīng)為Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3，這與B項反應(yīng)并不矛盾！因為B項反應(yīng)之所以發(fā)生，主要原因是在高溫條件下，可理解為Na2CO3分解為Na2O和CO2，CO2逸出，使Na2O與SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3。

【點撥】請注意！D項反應(yīng)為Na2SiO3＋H2O＋CO2=下列關(guān)于硅酸的說法正確的是()A．硅酸可以由SiO2和水通過化合反應(yīng)直接制得B．由反應(yīng)Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓制取硅酸是利用了可溶性酸制難溶性酸的性質(zhì)C．因為硅酸難溶于水，所以它不能與NaOH溶液反應(yīng)D．干燥劑“硅膠”的主要化學成分是硅酸【答案】

D【解析】

SiO2不能與水直接反應(yīng)生成硅酸，A錯。B中反應(yīng)是利用了強酸制弱酸的性質(zhì)，B錯。硅酸雖難溶于水，但可與強堿溶液反應(yīng)生成硅酸鹽，C錯。高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件●資料備選造房子用的磚、瓦、砂石、水泥、玻璃，吃飯、喝水用的瓷碗、水杯，洗手間的潔具，它們看上去截然不同，其實主要成分都是硅的化合物。雖然人們早在遠古時代便使用硅的化合物——黏土制造陶器。但直到1823年，瑞典化學家貝采尼烏斯才首次分離出硅元素，并將硅在氧氣中燃燒生成二氧化硅，確定硅為一種元素。●資料備選中國曾稱它為矽，因和錫同音，難于分辨，故于1953年將矽改稱為硅。它是構(gòu)成礦物與巖石的主要元素。在自然界硅無游離態(tài)，都存在于化合物中。硅的化合物主要是二氧化硅(硅石)和硅酸鹽。例如，花崗巖是由石英、長石、云母混合組成的，石英即是二氧化硅的一種形式，長石和云母是硅酸鹽。沙子和砂巖是不純硅石的變體，是天然硅酸鹽巖石風化后的產(chǎn)物。中國曾稱它為矽，因和錫同音，難于分辨，故于1953年將矽改稱硅是非金屬元素，有無定形和晶體兩種同素異形體，晶體硅具有金屬光澤和某些金屬特性，因此常被稱為準金屬元素。硅是一種重要的半導體材料，摻微量雜質(zhì)的硅單晶可用來制造大功率晶體管、整流器和太陽能電池等。二氧化硅(硅石)是最普遍的化合物，在自然界中分布極廣，構(gòu)成各種礦物和巖石。硅是非金屬元素，有無定形和晶體兩種同素異形體，晶體硅具有金屬最重要的晶體硅石是石英。大而透明的石英晶體叫水晶，黑色幾乎不透明的石英晶體叫墨晶。石英的硬度為7。石英玻璃能透過紫外線，可以用來制造汞蒸氣紫外光燈和光學儀器。自然界中還有無定形的硅石，叫做硅藻土，常用作甘油炸藥(硝化甘油)的吸附體，也可作絕熱、隔音材料。普通的沙子是制造玻璃、陶瓷、水泥和耐火材料等的原料。硅酸干燥脫水后的產(chǎn)物為硅膠，它有很強的吸附能力，能吸收各種氣體，因此常用來作吸附劑、干燥劑和部分催化劑的載體。最重要的晶體硅石是石英。大而透明的石英晶體叫水晶，黑色幾乎不高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件陶瓷在我國有悠久的歷史，是中華民族古老文明的象征。從西安地區(qū)出土的秦始皇陵中大批陶兵馬俑，氣勢宏偉，形象逼真，被認為是世界文化奇跡、人類的文明寶庫。唐代的唐三彩、明清景德鎮(zhèn)的瓷器均久負盛名。傳統(tǒng)陶瓷材料的主要成分是硅酸鹽，自然界存在大量天然的硅酸鹽，如巖石、土壤等，還有許多礦物如云母、滑石、石棉、高嶺石等，它們都屬于天然的硅酸鹽。此外，人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，生產(chǎn)了大量人造硅酸鹽，主要有玻璃、水泥、各種陶瓷、磚瓦、耐火磚、水玻璃以及某些分子篩等。硅酸鹽具有什么樣的性質(zhì)呢？隨著科技的發(fā)展，硅酸鹽材料又有哪些發(fā)展呢？讓我們一起來學習本節(jié)課，了解有關(guān)硅酸鹽和單質(zhì)硅的知識。陶瓷在我國有悠久的歷史，是中華民族古老文明的象征。從西安地區(qū)硅是常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定的半導體材料，廣泛應(yīng)用于計算機技術(shù)領(lǐng)域。世界上第一臺電子管計算機問世時，其總質(zhì)量達幾十噸，占地100多平方米，耗電量大，但計算速度還不如今天的一臺微型計算器的計算速度。硅芯片的使用大大減小了計算機的體積與質(zhì)量，加快了計算速度。現(xiàn)在，人們可以在一塊芯片上集成上億個晶體管，研制出運算速度達每秒幾十萬億次的超級計算機。

硅是常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定的半導體材料，廣泛應(yīng)用于計算機技術(shù)領(lǐng)域高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件●梳理導引1．硅酸鹽是________________________的化合物的總稱，分布極廣。硅酸鹽一般都不溶于水，化學性質(zhì)很穩(wěn)定。2．硅酸鈉(Na2SiO3)的性質(zhì)、用途Na2SiO3固體俗稱泡花堿，水溶液俗稱________，是無色粘稠的________體，常作__________________。放置在空氣中會變質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)方程式為：_________________?！袷崂韺б?．用氧化物的形式表示下列硅酸鹽的組成。①硅酸鈉：Na2SiO3________②硅酸鈣：CaSiO3________③高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4________4．硅酸鹽巖石長期在水的侵蝕下風化為______，并且形成了________。________因其表面積________且一般帶________電，能與________、________等數(shù)十種生物所需的營養(yǎng)離子，使土壤具有保肥能力。

3．用氧化物的形式表示下列硅酸鹽的組成。5．無機非金屬材料包括了________和________兩大類。傳統(tǒng)無機非金屬材料是指__________、__________、________等硅酸鹽產(chǎn)品。陶瓷是以________為原料，經(jīng)高溫燒結(jié)而成的；制普通玻璃的原料有________、________和________；以________和__________為主要原料，經(jīng)研磨混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，再加入適量________，研成細粉得到普通水泥。5．無機非金屬材料包括了________和________兩6．碳化硅(俗稱________)具有________結(jié)構(gòu)，硬度________，可作__________；含4%的硅的硅鋼具有____________________，主要用作________；硅橡膠耐______和________，用于制造________________________；人工制造的分子篩主要作用________等。

6．碳化硅(俗稱________)具有________結(jié)構(gòu)，7．單質(zhì)硅有________硅和________硅兩種。晶體硅的結(jié)構(gòu)與________相似，物理性質(zhì)有________________________________。晶體硅是良好的________材料；硅是人類將________能轉(zhuǎn)換為________能的常用材料。參考答案：1．由硅、氧和金屬組成2．水玻璃液粘合劑、防腐劑、耐火材料Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO33．Na2O·SiO2CaO·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O7．單質(zhì)硅有________硅和________硅兩種。晶體4．黏土土壤膠體土壤膠體粒子巨大負NHK＋5．傳統(tǒng)無機非金屬材料新型無機非金屬材料陶瓷玻璃水泥黏土純堿石灰石石英黏土石灰石石膏6．金剛砂正四面體大砂紙，砂輪的磨料很高的導磁性變壓器鐵芯高溫低溫火箭、導彈、飛機的零件和絕緣材料吸附劑、催化劑7．晶體無定形金剛石灰黑色固體，帶有金屬光澤，熔點高，硬度大，質(zhì)脆半導體太陽電4．黏土土壤膠體土壤膠體粒子巨大負NHK＋●問題探究1．不法商人常用玻璃加工成“水晶”并高價出售給消費者，作為一個高中生，你有區(qū)分水晶和玻璃的簡單方法嗎？提示：水晶是一種高純度的二氧化硅，而玻璃是由硅酸鈉、二氧化硅等原料加工而成，從元素種類上看，玻璃中必含有一定量的鈉元素，只要你有辦法能區(qū)分是否含有鈉元素，則相信你就一定有方法。查閱資料，鈉元素具有焰色反應(yīng)這一特殊性質(zhì)，即將市售水晶球(最好是破損的部分)放在酒精噴燈上灼燒，火焰呈黃色，說明是假貨。

●問題探究2．根據(jù)Na2CO3＋SiO2

Na2SiO3＋CO2↑能說明硅酸酸性比碳酸強嗎？提示：上述反應(yīng)不是在溶液中，而是在高溫熔融狀態(tài)下進行，SiO2的沸點很高，其化學反應(yīng)可以看作是分兩步進行的：Na2CO3

Na2O＋CO2↑，Na2O＋SiO2

Na2SiO3，故該反應(yīng)不能用于比較酸性強弱，但可以說明Na2SiO3的熱穩(wěn)定性比Na2CO3強。其反應(yīng)原理可理解為用難揮發(fā)的物質(zhì)制易揮發(fā)的物質(zhì)。若在水溶液中，則可以發(fā)生如下反應(yīng)：

2．根據(jù)Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，根據(jù)鹽與酸反應(yīng)，能生成其對應(yīng)的酸，則生成的酸比參加反應(yīng)的酸的酸性弱，所以，此反應(yīng)能說明硅酸酸性比碳酸弱。

Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2C高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件●細品教材1．硅酸鹽的概念、性質(zhì)及用途(1)概念：硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。(2)硅酸鈉(Na2SiO3)：溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，可用作肥皂填料，防火劑及黏膠劑等。(3)硅酸鹽的化學性質(zhì)①硅酸鹽有很強的熱穩(wěn)定性，即能耐高溫。高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件②硅酸鹽易跟酸發(fā)生反應(yīng)。由于硅酸是比碳酸還弱的酸，所以水玻璃易跟碳酸(CO2＋H2O)及更強的酸反應(yīng)，生成難溶于水的硅酸，例如：②硅酸鹽易跟酸發(fā)生反應(yīng)。溫馨提示：盛Na2SiO3的試劑瓶應(yīng)密封，否則吸收空氣中CO2和H2O會變質(zhì)。③硅酸鈉的耐熱性實驗步驟：a.取兩個小木條或濾紙條，分別放入蒸餾水和Na2SiO3飽和溶液中，使之充分吸濕、浸透。b．取出稍瀝干(不再滴液)后，同時分別在酒精燈外焰點燃。溫馨提示：盛Na2SiO3的試劑瓶應(yīng)密封，否則吸收空氣中CO實驗現(xiàn)象：放入蒸餾水吸濕的小木條或濾紙條在酒精燈火焰上，首先變干，后又燃燒，而放入Na2SiO3溶液的小木條或濾紙條在酒精燈火焰上，只是變干，不燃燒。實驗結(jié)論：Na2SiO3能耐高溫，不能燃燒。

2．硅酸鹽組成的表示方法(1)自然界中的存在情況：硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分，自然界中存在各種天然硅酸鹽礦物，約占地殼質(zhì)量的5%。實驗現(xiàn)象：放入蒸餾水吸濕的小木條或濾紙條在酒精燈火焰上，首先(2)硅酸鹽組成的表示方法：硅酸鹽的種類多、結(jié)構(gòu)復雜，其組成的表示方法有兩種。①鹽化學式法：如硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣(CaSiO3)，此方法一般適用于組成較簡單的硅酸鹽。②氧化物法：如硅酸鈉(Na2O·SiO2)、石棉(3MgO·CaO·4SiO2)、黏土的主要成分(Al2O3·2SiO2·2H2O)。(2)硅酸鹽組成的表示方法：硅酸鹽的種類多、結(jié)構(gòu)復雜，其組成用氧化物的形式表示硅酸鹽組成時，各氧化物的一般排列順序為金屬氧化物(較活潑金屬的氧化物——較不活潑金屬的氧化物)——二氧化硅——水注意事項：①氧化物之間以“·”隔開；②計量數(shù)配置出現(xiàn)分數(shù)應(yīng)化為整數(shù)。例如：鉀長石KAlSi3O8不能寫成應(yīng)寫成K2O·Al2O3·6SiO2。用氧化物的形式表示硅酸鹽組成時，各氧化物的一般排列順序為金屬溫馨提示：雖然我們采用氧化物的形式來表示硅酸鹽的組成，但硅酸鹽并不是由氧化物組成的，不是混合物，是純凈物，屬于鹽類。

溫馨提示：雖然我們采用氧化物的形式來表示硅酸鹽的組成，但硅酸●典例精析【例1】美國“9·11”恐怖襲擊事件給紐約帶來了一場嚴重的環(huán)境災(zāi)難——石棉污染，易使吸入石棉纖維者患肺癌。已知石棉是硅酸鹽礦物，某種石棉的化學式可表示為Ca2MgxSiyO22(OH)2，其中x、y的值分別為 ()A．5,8 B．8,3C．3,8 D．8,5●典例精析解析】

Ca為＋2價，Mg為＋2價，Si為＋4價，O為－2價，OH－為－1價，則有(＋2)×2＋(＋2)×x＋(＋4)×y＋(－2)×22＋(－1)×2＝0，化簡得x＋2y＝21。將四個選項中x、y的值代入，只有A符合。【答案】

A解析】Ca為＋2價，Mg為＋2價，Si為＋4價，【點拔】根據(jù)化合價規(guī)律，物質(zhì)中所有顯正價的元素所帶電荷總數(shù)與所有顯負價的元素所帶電荷總數(shù)的絕對值相等，通過此規(guī)律即可解題。

【點拔】根據(jù)化合價規(guī)律，物質(zhì)中所有顯正價的元素所帶電荷總數(shù)【例2】用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，其中不正確的是 ()A．鈣沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示為 Al2O3·CaO·3SiO2·3H2OB．鎂橄欖石Mg2SiO4表示為2MgO·SiO2C．鉀長石KAlSi3O8表示為K2O·Al2O3·3SiO2D．高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4表示為 Al2O3·2SiO2·2H2O【例2】用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，其中不正確的是 【解析】

硅酸鹽礦物的成分復雜，多用氧化物的形式表示它們的組成，順序為：活潑金屬氧化物、二氧化硅、水?！敬鸢浮?/p>

C【解析】硅酸鹽礦物的成分復雜，多用氧化物的形式表示它們的組【點拔】硅酸鹽成分復雜，用氧化物的形式表示則比較單，但切不可認為“Al2O3·CaO·3SiO2·3H2O”這種形式代表的是氧化物?！军c拔】硅酸鹽成分復雜，用氧化物的形式表示則比較單，但切不下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途敘述錯誤的是()A．水玻璃是硅酸鈉的水溶液，是混合物B．在建筑工地上可用作黏合劑C．木條或濾紙條浸過水玻璃后，具有防腐蝕性能且不易著火D．水玻璃的化學性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì)【答案】

D【解析】

水玻璃在空氣中容易吸收空氣中的CO2，生成H2SiO3而變質(zhì)。

高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件三硅酸鎂晶體被用來治療胃潰瘍患者的胃酸過多癥，是因為該物質(zhì)不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。三硅酸鎂晶體化學式為Mg2Si3O8·nH2O。(1)用氧化物的形式表示三硅酸鎂的化學式。(2)寫出該藥物中和胃酸的化學方程式。高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件【解析】

用氧化物的形式表示硅酸鹽的時候，應(yīng)注意書寫順序：活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、水。第二問若直接寫三硅酸鎂與鹽酸反應(yīng)，許多同學會感到無從下手。應(yīng)以氧化物形式書寫。堿性氧化物(MgO)能與鹽酸反應(yīng)，而SiO2不能與鹽酸反應(yīng)，可當成雜質(zhì)，最后寫出正確的方程式?！敬鸢浮?/p>

(1)2MgO·3SiO2·nH2O(2)2MgO·3SiO2·nH2O＋4HCl===2MgCl2＋(n＋2)H2O＋3SiO2【解析】用氧化物的形式表示硅酸鹽的時候，應(yīng)注意書寫順序：活【點拔】改寫時注意原子守恒；我國著名的數(shù)學家華羅庚說過：“把一個比較復雜的問題‘退’成最簡單、最原始的問題，把這最簡單、最原始問題想通了，想透了，然后再來一個飛躍上升?！边@是一個非常精辟的思維方法，用這種方法去思考問題極有意義。把三硅酸鎂改寫成氧化物的形式，本題就能迎刃而解。

【點拔】改寫時注意原子守恒；我國著名的數(shù)學家華羅庚說過：“●細品教材1．傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷、玻璃和水泥是構(gòu)成現(xiàn)代生活要素的最重要的無機非金屬材料，它們都是以黏土等硅酸鹽和其他無機原料在高溫下加工而成的具有一些優(yōu)良性能的工業(yè)產(chǎn)品。(1)水泥中加石膏的作用是調(diào)節(jié)水泥的硬化速度。(2)水泥砂漿是水泥、沙子和水的混合物，水泥、沙子和碎石、水混合成混凝土，與鋼筋混合在一起就是鋼筋混凝土。高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件(3)制造玻璃的原料中，石英是過量的，所以普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2按1∶1∶4比例混合在一起得到的物質(zhì)，因此其成分表示為Na2O·CaO·6SiO2。而石英玻璃的成分就是SiO2。(4)玻璃不屬于晶體，沒有固定的熔點，只在一定范圍內(nèi)軟化后熔化，稱為玻璃態(tài)物質(zhì)。

(3)制造玻璃的原料中，石英是過量的，所以普通玻璃是Na2S特別提示：①普通玻璃：呈淡綠色，含二價鐵。②有色玻璃：藍色玻璃是普通玻璃中加入了Co2O3，紅色玻璃是加入Cu2O。③變色玻璃：普通玻璃中加入了AgI、AgBr等。④光學玻璃：普通玻璃中加入PbO2。⑤鋼化玻璃：經(jīng)普通玻璃熔化后快速冷卻制成，與普通玻璃的成分相同。⑥石英玻璃：石英熔化制成。特別提示：①普通玻璃：呈淡綠色，含二價鐵。②有色玻璃：藍色玻2．新型陶瓷如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷(工程陶瓷)、壓電陶瓷、透明陶瓷和超導陶瓷等，都是人們在繼承傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷的基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)新，研制出的組成各異、性能獨特的新型陶瓷。3．其他特殊功能的含硅物質(zhì)如碳化硅(SiC，俗稱金剛砂)、硅橡膠、分子篩等。2．新型陶瓷4．無機非金屬材料包括了傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無機非金屬材料是指陶瓷、水泥、玻璃等硅酸鹽產(chǎn)品；新型陶瓷如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、超導陶瓷等。4．無機非金屬材料包括了傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材●典例精析【例3】下列物質(zhì)中，不含有硅酸鹽的是 ()A．水玻璃B．硅芯片C．黏土 D．普通水泥【解析】

水玻璃中含有硅酸鈉，普通水泥中含有硅酸鈣，黏土含有復雜的硅酸鹽，硅芯片中含的是硅單質(zhì)?！敬鸢浮?/p>

B

●典例精析【點拔】解此類題需了解常見生活中含硅物質(zhì)的主要成分，理解化學與生活的關(guān)系?！军c拔】解此類題需了解常見生活中含硅物質(zhì)的主要成分，理解化請回答下列問題：(1)下列屬于新型無機非金屬材料的是 ()A．高強度水泥 B．鋼化玻璃C．氧化鋁陶瓷 D．光導纖維(2)磷酸鈣陶瓷也是一種新型無機非金屬材料，它可以用于制成人造骨骼，這是利用這類材料的 ()A．耐高溫特性 B．電學特性C．光學特性 D．生物功能高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件【解析】

(1)水泥、玻璃屬于硅酸鹽材料，是傳統(tǒng)無機非金屬材料。(2)新型無機非金屬材料的四種特性不一定是這類材料的共性，不同的材料具有不同的特性?！敬鸢浮?/p>

(1)CD(2)D【點拔】區(qū)分傳統(tǒng)的無機非金屬材料和新型的無機非金屬材料，分析新型無機非金屬材料的四種特性及其應(yīng)用進行判斷。

【解析】(1)水泥、玻璃屬于硅酸鹽材料，是傳統(tǒng)無機非金屬材●細品教材1．物理性質(zhì)和重要用途硅有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤硬而脆的固體，熔點、沸點很高，硬度大。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。晶體硅的用途廣泛。晶體硅可以用來制造晶體管和光電池，同時硅芯片是各種計算機、微電子產(chǎn)品的核心。

高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件2．化學性質(zhì)硅元素原子的最外層電子數(shù)相同，都有4個電子，化學性質(zhì)不活潑，常溫下除F2、HF酸和強堿外，硅不跟其他物質(zhì)起反應(yīng)。在加熱時可與一些非金屬和其他物質(zhì)反應(yīng)。

2．化學性質(zhì)3．硅的工業(yè)制法

3．硅的工業(yè)制法●典例精析【例4】下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是()A．硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B．硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料C．硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)D．加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)●典例精析【解析】

硅雖然外形像金屬(有金屬光澤)，但實際上屬于非金屬；硅既有金屬性，又有非金屬性，其導電性也介于金屬導體和非金屬絕緣體之間，是良好的半導體材料。硅的化學性質(zhì)不活潑(尤其是在常溫下)，但常溫下仍能與氟氣、氟化氫和NaOH溶液等發(fā)生反應(yīng)，加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬發(fā)生反應(yīng)?！敬鸢浮?/p>

C

【解析】硅雖然外形像金屬(有金屬光澤)，但實際上屬于非金屬【點拔】本題考查硅單質(zhì)的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，要熟練地掌握其性質(zhì)。

【點拔】本題考查硅單質(zhì)的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，要熟練地掌握其【例5】已知硅可與堿溶液發(fā)生下列反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑?，F(xiàn)將6.9g鈉和4.2g硅同時投入足量水中，充分反應(yīng)后測得溶液體積為500mL，求產(chǎn)生的氫氣在標準狀況下的體積為多少升？所得溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？

【解析】

設(shè)6.9g金屬鈉與水反應(yīng)放出氫氣的體積為V1，生成的NaOH的物質(zhì)的量為n1,4.2g硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣的體積為V2，生成的Na2SiO3的物質(zhì)的量為n2?！纠?】已知硅可與堿溶液發(fā)生下列反應(yīng)：高高一化學必修一第四章第一節(jié)硅ppt課件經(jīng)分析可知，4.2g硅與0.3molNaOH恰好完全反應(yīng)，則：所以，產(chǎn)生的氫氣在標準狀況下的體積為3．36L＋6.72L＝10.08L，所得溶液的物質(zhì)的量濃度為 ＝0.3mol·L－1【答案】

10.08L,0.3mol·L－1

經(jīng)分析可知，4.2g硅與0.3molNaOH恰好完全反應(yīng)，則【例6】幾種含硅元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：

【例6】幾種含硅元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：(1)寫出圖示反應(yīng)的幾種物質(zhì)的化學式：A____________，B_