高中化學(xué)必修《無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅》教學(xué)課件

第一節(jié)無(wú)機(jī)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(shù)是4，碳也是。思考：碳、硅原子主要顯幾價(jià)？正四價(jià)（+4價(jià)），也可以顯-4價(jià)+14284二、硅原子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)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(zhǎng)石：KAlSi3O82、含氧硅酸鹽鈉長(zhǎng)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(zhì)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(gòu)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(gè)硅Si周圍結(jié)合4個(gè)O；同時(shí)每個(gè)O與2個(gè)Si結(jié)合。因此它是Si與O按1：2的原子個(gè)數(shù)比組成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。SiO2是化學(xué)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(zhì)與CO2的完全不同

1、二氧化硅的結(jié)構(gòu)（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(jié)晶的二氧化硅，無(wú)色透明的晶體叫

，具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q

。晶體無(wú)定形物質(zhì)二氧化硅二氧化碳化學(xué)式SiO2CO2物理性質(zhì)硬度______，熔、沸點(diǎn)____,____溶于水熔、沸點(diǎn)____________溶于水（3）二氧化硅的主要性質(zhì)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(yīng)

②只與氫氟酸反應(yīng)（特性）,不與其他酸反應(yīng)：

③是酸性氧化物

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

高溫SiO2+4HF=SiF4+2H2O化學(xué)性質(zhì)：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(xué)性質(zhì)

二氧化硅二氧化碳與水反應(yīng)

與酸反應(yīng)

與堿反應(yīng)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

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

CaO+CO2=CaCO3不反應(yīng)CO2+H2O=H2CO3SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反應(yīng)高溫高溫用途:【思考】（1）實(shí)驗(yàn)室在存放強(qiáng)堿溶液時(shí)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(yīng)又能和HF溶液反應(yīng)，一定是兩性氧化物嗎？

防止玻璃中的SiO2與NaOH溶液反應(yīng)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(yīng)不是二、硅酸(H2SiO3)

實(shí)驗(yàn)1:向飽和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀鹽酸現(xiàn)象結(jié)論方程式滴入酚酞溶液呈紅色，后來(lái)滴入鹽酸，溶液紅色變淺并接近消失時(shí)有透明的硅酸凝膠產(chǎn)生Na2SiO3溶液呈堿性，硅酸難溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(膠體)+2NaCl寫(xiě)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(yīng)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(yīng)，如與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)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(shí)驗(yàn)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(yīng)①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，說(shuō)明H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3。反應(yīng)②Na2CO3＋SiO2==Na2SiO3＋CO2↑，能否說(shuō)明H2SiO3的酸性強(qiáng)于H2CO3？

復(fù)分解反應(yīng)強(qiáng)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(yīng)。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(zhì)：硅酸鹽是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)，大多_____溶于水，化學(xué)性質(zhì)______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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論點(diǎn)燃晾干蒸餾水的濾紙

點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(shí)分別放置在酒精燈外焰處，觀察現(xiàn)象。水份蒸發(fā)后，失去防火作用防火效果好用作防火劑無(wú)機(jī)非金屬材料硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷水泥玻璃t硅酸鹽產(chǎn)品原料制造過(guò)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(zhuǎn)窯煅燒

陶瓷粘土高溫?zé)?/p>

（5）常見(jiàn)的硅酸鹽產(chǎn)品

性質(zhì)用途SiC俗稱_______，具有______結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，表面積大，具有吸附性

（6）其他含硅物質(zhì)金剛砂很大金剛石砂紙、砂輪的磨料導(dǎo)磁變壓器鐵芯耐高溫耐低溫火箭導(dǎo)彈零件均勻微孔吸附劑催化劑四、硅單質(zhì)：1、硅的存在：(1)硅在地殼中的含量?jī)H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(jié)構(gòu)：正四價(jià)3、主要物理性質(zhì)結(jié)構(gòu)類似金剛石，灰黑色、硬而脆有金屬光澤的固體熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高硬度大4、化學(xué)性質(zhì)：不活潑(1)常溫下：(知識(shí)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(yīng)。(2)加熱時(shí)：與某些非金屬反應(yīng)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