化学1必修41《无机非金属材料的主角—硅》教学课件.ppt

第一节无机非金属材料的主角——硅第二课时硅酸盐和单质硅第一节无机非金属材料的主角——硅硅及二氧化硅的性质硅单质（Si）硅太阳能电池美国的硅谷——“斯坦福科研工业区”是美国电子和计算机工业中心，位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长48公里，宽16公里的长条形地带上。由于它集中了全世界90％以上的著名半导体公司，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。通过下列图片你能总结归纳出硅元素在自然界中的存在形式吗？1.自然界硅元素主要存在于:岩石、沙子和土壤你能画出碳和硅的原子结构示意图，并归纳出硅与碳在元素周期表中的位置与结构吗？碳在第三周期、硅在第四周期且都在周期表中的第四主族,最外层有四个电子，既不易失去电子，也不易得到电子。所以硅的化学性质不如碳活泼,主要形成正四价化合物，碳和硅都是亲氧元素，但是硅的亲氧能力更强。因此碳和硅在自然界中存在形式有所不同。美丽的玻璃雕花艺术水晶制品玛瑙瓷器是中国最伟大的创造之一，所以中国被誉为“瓷国”秦砖汉瓦三峡大坝东方明珠二氧化硅的存在具有彩色环状或层状的石英称为玛瑙资料卡片二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心，O在四个顶角，同时每1个O原子周围结合2个Si原子根据上述二氧化硅的结构及学过的二氧化碳的性质你能否判断SiO2的物理性质和化学性质呢？(2)SiO2的物理性质从表中可以看出，二氧化硅能与碱反应生成相应的盐和水，是一种酸性氧化物，它不能通过溶于水得到相应的酸——硅酸。酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点，属二氧化硅的特性。由此，我们总结出二氧化硅的主要化学性质为：不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。二氧化硅的化学性质1,实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O高纯度的硅是常见的最重要的半导体材料，水泥、陶瓷、玻璃等是常见的重要的含硅无机非金属材料。二氧化硅难溶于水，那么如何制得硅酸呢？如何制取硅酸?硅胶泳帽1.了解硅元素在自然界中的存在和含量，从硅元素的位置与结构推知其亲氧性存在的两种化合物———二氧化硅和硅酸。2.二氧化硅的结构和性质3.硅酸制取原理、性质和硅胶的用途4.硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实课堂练习3、下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是（）A.HF溶液B.KOH溶液C.盐酸D.水玻璃6.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）A.CO2→H2CO3B.SiO2→Na2SiO3C.Na2O→Na2CO3D.SiO2→H2SiO3第四章非金属及其化合物三、硅酸盐和硅单质本课学习内容1.硅酸盐的定义、性质和表示方法及工业产品2.硅酸钠的性质和用途3.硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊的原因。4.硅单质的性质及广泛应用硅酸盐的丰富性和多样性普通玻璃:Na2O·CaO·6SiO2陶瓷具有均匀微孔结构的铝硅酸盐——分子筛生物陶瓷——人造骨硅酸盐1、硅酸盐组成的表示方法：2、硅酸盐在自然界的转化3、硅酸钠（Na2SiO3）1.硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象？为什么？2.将用水玻璃浸过的、长期存放的鲜蛋敲碎，你会看到什么现象？（2）硅酸钠的化学性质（3）硅酸钠的用途你认识这些常见的硅酸盐产品吗四、硅单质四、硅单质（Si）②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅，粗硅跟氯气反应经提纯得到SiCl4后，再用氢气还原制得纯硅：工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅（SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑①），粗硅能跟氯气反应经提纯得到SiCl4后，再用氢气还原制得纯硅（Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4②，SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl③)。根据以上反应回答下列问题（1）反应①中焦炭做（）A.还原剂B.氧化剂C.二者都不是（2）反应②属于（），反应③属于（）A.化合反应B.分解反应C.氧化还原反应D.非氧化还原反应E.置换反应5、用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料信息技术等材料和人造卫星、登月车、火星探测器等动力设备新能源。【练习】1.下列说法正确的是（）A.陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品B.水晶、玛瑙、光纤、硅胶的主要成分都是SiO2C.SiO2很稳定，与所有的酸都不反应D.将石棉（CaMg3Si4O12）化学式改写成氧化物的形式：3(MgO·CaO)·4SiO2高压钠灯陶瓷机械零件1.硅酸盐的定义、表示方法及工业产品.2.硅酸钠的性质和用途3.硅单质的存在形式、性质、工业制备和用途4.硅酸钠水溶液久置在空气中会