从矿物到基础材料ppt课件

从矿物到基础材料从矿物到基础材料从矿物到基础材料1考点一、铝的存在和制备考点一、铝的存在和制备 从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金考点二、铝的性质和用途考点二、铝的性质和用途考点三、铝的重要化合物考点三、铝的重要化合物考点四：铝三角考点四：铝三角考点一、铝的存在和制备 从铝土矿到铝合金考点二、铝的性质和用2考点一、铝的存在和制备考点一、铝的存在和制备1、铝在自然界中全部以、铝在自然界中全部以 存在，在地壳中的含存在，在地壳中的含量仅次于量仅次于 ，是金属中含量最高的。铝土矿是铝在，是金属中含量最高的。铝土矿是铝在自然界中的主要存在形式之一，其主要成分是自然界中的主要存在形式之一，其主要成分是 ，杂，杂质有质有 和和 。化合态形式化合态形式氧、硅氧、硅Al2O3SiO2Fe2O3 从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金2、铝的制备：、铝的制备：2 Al2O3 =4Al+3O2电解电解请同学们以铝土矿为原料设计实验制备金属铝请同学们以铝土矿为原料设计实验制备金属铝考点一、铝的存在和制备1、铝在自然界中全部以 3AlAl2 2O O3 3+2NaOH=2NaAlO+2NaOH=2NaAlO2 2+H+H2 2O ONaAlONaAlO2 2+CO+CO2 2+2H+2H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3+NaHCO+NaHCO3 32Al2Al2 2O O3 3=4Al+3O=4Al+3O2 2通电通电2Al(OH)2Al(OH)3 3=Al=Al2 2O O3 3+3H+3H2 2O OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2ONaAlO4考点二、铝的性质和用途考点二、铝的性质和用途银白色固体，硬度小，熔点低，银白色固体，硬度小，熔点低，密度小，导电、导热性能好密度小，导电、导热性能好1 1、物理性质、物理性质2、化学性质、化学性质S S、ClCl2 2、O O2 21 1、与非金属反应、与非金属反应2 2、与与NaOH溶液反应溶液反应3 3、与酸反应、与酸反应4 4、与盐溶液反应、与盐溶液反应5 5、与某些金属氧化物与某些金属氧化物遇到冷的浓硫酸遇到冷的浓硫酸和浓硝酸易钝化，和浓硝酸易钝化，用来储存和运输用来储存和运输冶炼金属，焊接铁轨冶炼金属，焊接铁轨2Al+2H2Al+2H2 2O+2OHO+2OH-=2AlO=2AlO2 2-+3H+3H2 22Al+6H2Al+6H+=2Al=2Al3+3+3H+3H2 2 2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3=Al=Al2 2O O3 3+2Fe+2Fe高温高温考点二、铝的性质和用途银白色固体，硬度小，熔点低，1、物理性5思考题思考题:从铝与强碱溶液反应的还原剂、氧化剂分别是何物质从铝与强碱溶液反应的还原剂、氧化剂分别是何物质？铝和强碱溶液反应实质：铝和强碱溶液反应实质：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2 2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O 2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2+4H2O此反应中，还原剂是此反应中，还原剂是 ，氧化剂是，氧化剂是 。铝铝水水 1molAl1molAl和足量和足量NaOHNaOH反应时反应时参加反应水的参加反应水的质量为质量为 g g 消耗水的消耗水的质量为质量为 g g 54182Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2思考题:从铝与强碱溶液反应的还原剂、氧化剂分别是何物质？铝和6考点三、铝的重要化合物考点三、铝的重要化合物氧化铝氧化铝氢氧化铝氢氧化铝物理性质物理性质物质类型物质类型化学化学性质性质与酸与酸与碱与碱热稳定热稳定性性制备制备两性氧化物两性氧化物两性氢氧化物两性氢氧化物白色固体，难溶于水白色固体，难溶于水白色粉末、熔点高白色粉末、熔点高 耐火、耐高温材料耐火、耐高温材料Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O氢氧化铝加热分解氢氧化铝加热分解Al3+NH3H2OAlO2-+CO2+H2O1 1、氧化物和氢氧化物、氧化物和氢氧化物2Al(OH)3 =Al2O3+3H2O稳定稳定考点三、铝的重要化合物氧化铝氢氧化铝物理性质物质类型化学性质72 2、某无色溶液与铝作用生成氢气，则溶液中肯定不、某无色溶液与铝作用生成氢气，则溶液中肯定不能大量共存的离子组合为能大量共存的离子组合为 （）A.I A.I、MgMg2+2+、NO NO3 3-、K K+B.NH B.NH4 4+、ClCl、NaNa+、BaBa2+2+C.SO C.SO4 42-2-、ClCl、COCO3 32-2-、NaNa+D.HCO D.HCO3 3-、K K+、NONO3 3-、SO SO4 42-2-AD1 1 下列叙述正确的是下列叙述正确的是 （）A A铝制槽车可用来贮运浓硫酸、浓硝酸是因为常温下铝制槽车可用来贮运浓硫酸、浓硝酸是因为常温下铝和浓硫酸、浓硝酸不反应。铝和浓硫酸、浓硝酸不反应。B B两份相同质量的铝粉，分别与足量的稀硫酸和氢氧两份相同质量的铝粉，分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气前者多。化钠溶液反应，产生的氢气前者多。C C合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低。合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低。D D工业上利用铝热反应冶炼难熔金属，如钒、铬。工业上利用铝热反应冶炼难熔金属，如钒、铬。CD课堂练习：课堂练习：2、某无色溶液与铝作用生成氢气，则溶液中肯定不能大量共存的离83 3、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的耗的HClHCl和和NaOHNaOH物质的量之比为（物质的量之比为（），消耗的铝之比），消耗的铝之比为为 （）A A1:1 B1:1 B2:1 C2:1 C3:1 D3:1 D1:31:3CA4 4、把等质量的铝分别投入到物质的量浓度均为、把等质量的铝分别投入到物质的量浓度均为1mol/L1mol/L，体积均为，体积均为1L1L的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，结束后的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，结束后两个反应放出的气体在相同状况下体积比为两个反应放出的气体在相同状况下体积比为1:21:2，则投，则投入的铝的质量是入的铝的质量是_18g5 5、把、把agag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOHNaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为色粉末的质量仍为a ga g，则原合金中铁的质量分数为，则原合金中铁的质量分数为 A.70%B.52.4%C.47.6%D.30%A.70%B.52.4%C.47.6%D.30%A3、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的96 6.由锌，铁，镁，铝四种金属中的两种组成的由锌，铁，镁，铝四种金属中的两种组成的混合物混合物10g10g，跟足量的盐酸反应，反应后生成的，跟足量的盐酸反应，反应后生成的氢气为氢气为11.2L11.2L，(标准状况标准状况)，则该混合物中，一，则该混合物中，一定含有的金属是定含有的金属是 A.A.锌锌 B.B.铁铁 C.C.镁镁 D.D.铝铝7.7.现有有MgMg、AlAl混合物粉末混合物粉末10.210.2克，将它溶解在克，将它溶解在500ml 4mol/L500ml 4mol/L的的盐酸中，若要使沉淀量达到最酸中，若要使沉淀量达到最大大值，则需要加入需要加入2mol/LNaOH2mol/LNaOH溶液体溶液体积是是 A.500mL B.1000mL C.2000mL D.A.500mL B.1000mL C.2000mL D.不确定不确定DA6.由锌，铁，镁，铝四种金属中的两种组成的混合物10g，跟足108.8.下列各组物质的水溶液不用其它试剂无法鉴下列各组物质的水溶液不用其它试剂无法鉴别的是别的是 A.NaOH AlCl A.NaOH AlCl3 3 B.CuSO B.CuSO4 4 BaCl BaCl2 2 C.NaAlO C.NaAlO2 2 HCl D.MgCl HCl D.MgCl2 2 NaCl NaClD8.下列各组物质的水溶液不用其它试剂无法鉴别的是D111.1.向向AlClAlCl3 3溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入NaOHNaOH溶液至过量溶液至过量Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3/molNaOH/mol0有关图像问题：有关图像问题：1.向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量Al(OH)122.2.向向NaOHNaOH溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入AlClAlCl3 3 溶液至过量溶液至过量AlAl3+3+4OH+4OH-=AlO=AlO2 2-+2H+2H2 2O OAlAl3+3+3AlO+3AlO2 2+6H+6H2 2O=4Al(OH)O=4Al(OH)3 3Al(OH)3/molAlCl3/mol02.向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3 溶液至过量Al3+133.3.向向NaAlONaAlO2 2溶液中溶液中滴滴入盐酸至过量入盐酸至过量AlOAlO2 2 +H +H+H+H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3-Al(OH)Al(OH)3 3+3H+3H+=Al=Al3+3+3H+3H2 2O OAl(OH)Al(OH)3 3/mol/molHCl/molHCl/mol0 03.向NaAlO2溶液中滴入盐酸至过量AlO2 +H+144.4.向向HClHCl溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入NaAlONaAlO2 2溶液至过量溶液至过量AlAl3+3+3AlO+3AlO2 2+6H+6H2 2O=4Al(OH)O=4Al(OH)3 3-AlOAlO2 2+4H+4H+=Al=Al3+3+2H+2H2 2O O-Al(OH)Al(OH)3 3/mol/molNaAlONaAlO2 2/mol/mol0 04.向HCl溶液中逐滴加入NaAlO2溶液至过量Al3+155.5.向含有物质的量相等的向含有物质的量相等的MgClMgCl2 2 、AlClAlCl3 3、HClHCl混合溶液中逐混合溶液中逐 滴加入滴加入NaOHNaOH至过量至过量AlAl3+3+3OH+3OH-=Al(OH)=Al(OH)3 3Al(OH)Al(OH)3 3+OH+OH-=AlO=AlO2 2-+2H+2H2 2O OH H+OH+OH-=H=H2 2O OMgMg2+2+2OH+2OH-=Mg(OH)=Mg(OH)2 20 0沉淀量沉淀量NaOH/molNaOH/mol5.向含有物质的量相等的MgCl2、AlCl3、HCl混合16练习练习1 1、有一硫酸铝和硫酸镁的混合溶液、有一硫酸铝和硫酸镁的混合溶液,向其中逐滴向其中逐滴加入氢氧化钠溶液加入氢氧化钠溶液,析出沉淀的量与加入氢氧化钠析出沉淀的量与加入氢氧化钠溶液的体积的关系如下图所示溶液的体积的关系如下图所示.根据图中所标的数根据图中所标的数据求原混合液中硫酸铝和硫酸镁的物质的量之比据求原混合液中硫酸铝和硫酸镁的物质的量之比.0沉淀量沉淀量NaOH溶液体积溶液体积v5V/4V1V2练习1、有一硫酸铝和硫酸镁的混合溶液,向其中逐滴加入氢氧化钠172 2、重要的铝盐、重要的铝盐明矾：十二水合硫酸铝钾明矾：十二水合硫酸铝钾KAl(SOKAl(SO4 4)2 212H12H2 2OO；无色晶体，易溶于水无色晶体，易溶于水KAl(SOKAl(SO4 4)2 2 K K+Al+Al3+3+2SO+2SO4 42-2-思考思考:写出明矾在水中的电离方程式，并设计实验写出明矾在水中的电离方程式，并设计实验证明明矾溶液中含有的三种离子证明明矾溶液中含有的三种离子复盐：电离能产生两种金属阳离子和一种阴离子的盐复盐：电离能产生两种金属阳离子和一种阴离子的盐用途：做净水剂用途：做净水剂思考：明矾和氢氧化钡反应的产物是什么？思考：明矾和氢氧化钡反应的产物是什么？2、重要的铝盐明矾：十二水合硫酸铝钾KAl(SO4)2118练习：书写以下有关反应的离子方程式练习：书写以下有关反应的离子方程式AlAl3+3+Al(OH)Al(OH)3 3AlOAlO2 2-考点四：铝三角考点四：铝三角练习：书写以下有关反应的离子方程式Al3+Al(OH)3Al19铁、铜的获取及应用铁、铜的获取及应用专题专题32铁、铜的获取及应用专题3220常见的考点：常见的考点：1 1、铁的氧化产物判断、铁的氧化产物判断2 2、FeFe2+2+、FeFe3+3+的检验的检验3 3、Fe(OH)Fe(OH)2 2的制取的制取4 4、铁三角的转化关系、铁三角的转化关系5 5、常见金属的冶炼、常见金属的冶炼常见的考点：1、铁的氧化产物判断21一、一、铁单质铁单质1 1、铁原子的结构、铁原子的结构2 2、铁的物理性质铁的物理性质铁的原子序数？在周期表中的位置？铁的原子序数？在周期表中的位置？其原子结构示意图？其原子结构示意图？2626Fe Fe 位于第四周期第位于第四周期第族族铁是一种可以被磁铁吸引的银白色金属，铁是一种可以被磁铁吸引的银白色金属，质软，有良好的导电、导热性、延展性。质软，有良好的导电、导热性、延展性。纯铁具有良好的抗腐蚀性。纯铁具有良好的抗腐蚀性。一、铁单质1、铁原子的结构2、铁的物理性质铁的原子序数？在周22FeFeFeFe2+2+FeFe3+3+Fe3O4（FeFe2+2+/Fe/Fe3+3+）ClCl2 2、Br Br2 2、稀稀HNOHNO3 3O O2 2 、H H2 2O(g)O(g)I I2 2、S S、H H+、CuCu2 2、FeFe3+3+强氧化剂强氧化剂弱氧化剂弱氧化剂3 3、铁的化学性质、铁的化学性质常温，浓硫酸、浓硝酸常温，浓硫酸、浓硝酸钝化钝化FeFe2+Fe3+Fe3O4（Fe2+/Fe3+）Cl223FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4俗名俗名 色态色态价态价态稳定性稳定性 与稀与稀酸酸 反应反应 共性共性二、二、铁的重要化合物铁的重要化合物1 1、铁的氧化物、铁的氧化物FeFe3 3O O4 4+8H+8H+=Fe=Fe2+2+2Fe+2Fe3+3+4H+4H2 2O O铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁黑色粉末黑色粉末红棕色粉末红棕色粉末黑色晶体黑色晶体+2+2+3+3+2+2，+3+3不稳定不稳定稳定稳定稳定稳定FeO+2HFeO+2H+=FeFe2+2+H+H2 2O OFeFe2 2O O3 3+6H+6H+=2Fe2Fe3+3+3H+3H2 2O O 高温时，都能被高温时，都能被C C、COCO、H H2 2、AlAl等还原剂还原，最终都生成铁等还原剂还原，最终都生成铁FeOFe2O3Fe3O4俗名 色态价态稳定性 与稀酸 24物质物质 Fe(OH)Fe(OH)2 2 Fe(OH)Fe(OH)3 3状态状态化学化学性质性质转化转化 制取制取2 2、铁的氢氧化物、铁的氢氧化物4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3 白色沉淀白色沉淀先变成先变成灰绿色灰绿色，后成为，后成为红褐色红褐色不溶于水的白色固体不溶于水的白色固体不溶于水不溶于水红褐色固体红褐色固体Fe(OH)Fe(OH)2 2+2H+2H+=Fe=Fe2+2+2H+2H2 2O O不稳定，易被氧化不稳定，易被氧化Fe(OH)Fe(OH)3 3+3H+3H+=Fe=Fe3+3+3H+3H2 2O O2Fe(OH)2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3+3H+3H2 2O O新制新制FeSOFeSO4 4溶液与溶液与NaOHNaOH隔隔绝空气：绝空气：FeFe2+2+2OH+2OH-=Fe(OH)=Fe(OH)2 2铁盐与强碱反应铁盐与强碱反应FeFe3+3+3OH+3OH-=Fe(OH)=Fe(OH)3 3物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3状25讨论：讨论：关于氢氧化亚铁的制备关于氢氧化亚铁的制备FeCl2NaOHA A 图图1 1、如、如A A图，滴管操作是否错误？图，滴管操作是否错误？2 2、如、如B B图，要得到氢氧化亚铁应如何操作？图，要得到氢氧化亚铁应如何操作？讨论：关于氢氧化亚铁的制备FeCl2NaOHA 图1、如A图26直直 接接 观观 色色与与KSCNKSCN反应反应显色显色 与铜片与铜片与淀粉与淀粉KIKI试纸试纸鉴鉴 别别 方方 法法 浅浅 绿绿 色色 黄黄 色色血血 红红 色色不显红色不显红色无明显现象无明显现象 Cu Cu被腐蚀被腐蚀溶液变蓝色溶液变蓝色试纸不变蓝试纸不变蓝 试纸变蓝色试纸变蓝色利用与利用与OHOH-反应反应白色沉淀迅速变灰白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色绿色最后呈红褐色立即产生红褐立即产生红褐 色沉淀色沉淀利用利用FeFe3+3+的的氧化氧化性性3 3、FeFe3+3+、Fe Fe2+2+的鉴别和检验的鉴别和检验直 接 观 色与KSCN反应与铜片与淀粉鉴 别 方 法 浅 27FeFe3+3+硫氰酸钾溶液硫氰酸钾溶液溶液呈血红色溶液呈血红色氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液红褐色沉淀红褐色沉淀FeFe2+2+氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液生成白色沉淀，迅速变成生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色灰绿色，最终变为红褐色硫氰酸钾溶液和氯水硫氰酸钾溶液和氯水先加硫氰酸钾溶液，无明显现象，先加硫氰酸钾溶液，无明显现象，再加氯水，溶液呈血红色。再加氯水，溶液呈血红色。Fe3+硫氰酸钾溶液溶液呈血红色氢氧化钠溶液红褐色沉淀F284 4、铁三角关系、铁三角关系FeFe3Fe2+弱氧化剂弱氧化剂S S、I I2 2、H H+、CuCu2+2+、FeFe3+3+强氧化剂：强氧化剂：Cl2、Br2、O2、浓、浓H2SO4、HNO3强氧化剂：强氧化剂：ClCl2 2、BrBr2 2、O O2 2、浓、浓H H2 2SOSO4 4 HNOHNO3 3、酸性酸性KMnOKMnO4 4、NaNa2 2O O2 2、H H2 2O O2 2等等Fe、Cu、I、S2-等等4、铁三角关系FeFe3Fe2+弱氧化剂S、I2、H+、C29练习：练习：1 1、配制氯化亚铁溶液时，往往放入少量铁粉，、配制氯化亚铁溶液时，往往放入少量铁粉，为什么？为什么？2 2、下列物质发生反应时，其离子方程式正确的、下列物质发生反应时，其离子方程式正确的 是是 （）A A、三氯化铁溶液中加入过量铁粉、三氯化铁溶液中加入过量铁粉 Fe Fe3+3+Fe+Fe2Fe2Fe2+2+B B、向氯化亚铁溶液中通入氯气、向氯化亚铁溶液中通入氯气 2Fe 2Fe2+2+Cl+Cl2 2=2Fe=2Fe3+3+2Cl+2Cl-C C、氯化铁溶液中通入硫化氢、氯化铁溶液中通入硫化氢 2Fe 2Fe3+3+S+S2-2-=2Fe=2Fe2+2+S+SD D、向硫化亚铁的中加入稀硝酸、向硫化亚铁的中加入稀硝酸 FeS+2H FeS+2H+FeFe2+2+H+H2 2SSB B练习：2、下列物质发生反应时，其离子方程式正确的 B30(1)(1)与氧气反应与氧气反应 (2)(2)与硫反应与硫反应 (3)(3)与氯气反应与氯气反应 2.2.铜的化学性质铜的化学性质2Cu+O2Cu+O2 2=2CuO=2CuO加热加热2Cu+S=Cu2Cu+S=Cu2 2S S加热加热(黑色物质黑色物质)Cu+ClCu+Cl2 2 =CuCl CuCl2 2点燃点燃棕黄色的烟棕黄色的烟三、铜三、铜纯铜呈紫红色纯铜呈紫红色;熔点熔点1083.4,1083.4,沸点沸点2567;2567;密度密度8.92g/cm8.92g/cm3 3;质软；具有良好的延展性、导质软；具有良好的延展性、导热、导电性。热、导电性。1.1.铜的物理性质铜的物理性质(1)与氧气反应 2.铜的化学性质2Cu+O313.3.氢氧化氧化铜和稀硫酸的反和稀硫酸的反应:_:_加加热分解分解:_:_Cu(OH)Cu(OH)2 2+H+H2 2SOSO4 4=CuSO=CuSO4 4+2H+2H2 2O OCu(OH)Cu(OH)2 2 =CuO+H=CuO+H2 2O O3.氢氧化铜Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2321.1.铁的冶炼铁的冶炼原料原料:C+O2=CO2CO2+C=CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2设备设备:高炉高炉铁矿石、焦碳、空气铁矿石、焦碳、空气、石灰石石灰石等等原理：原理：制备还原剂制备还原剂产物产物:生铁生铁除碳除碳钢钢四、金属的冶炼四、金属的冶炼1.铁的冶炼原料:C+O2=CO2CO2+C=CO3CO+F33K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法金属的冶炼的方法总结金属的冶炼的方法总结K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg AgK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu34五五.合金合金1.1.定义定义:由两种或两种以上的金属（或金属和由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质非金属）熔合而成的具有金属特性的物质.合金的性质不是各成分金属性质的总和合金的性质不是各成分金属性质的总和合金的熔点、密度一般比各成分的金属低合金的熔点、密度一般比各成分的金属低.合金的硬度一般比各成分的金属大合金的硬度一般比各成分的金属大.合金的化学性质也和各成分金属不同合金的化学性质也和各成分金属不同.最早最早的合金是的合金是青铜青铜,最常见、用量最大的合金是最常见、用量最大的合金是钢钢.2.2.特点特点五.合金1.定义:由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔35含硅物质与信息材料含硅物质与信息材料专题专题33含硅物质与信息材料专题33361、物理性质、物理性质一、硅一、硅 Si Si是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。硅的导电性介于导体和绝缘硬度大，有脆性。硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的体之间，是良好的_材料。材料。2、存在和结构、存在和结构在地壳中硅的含量仅次于在地壳中硅的含量仅次于_，居第居第_位位半导体半导体氧氧二二位于金属与非位于金属与非金属分界线金属分界线空间网状结构空间网状结构晶体硅是空间网状结构，如图晶体硅是空间网状结构，如图1、物理性质一、硅 Si是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点373.3.硅的化学性质硅的化学性质 常温下，化学性质不活泼，除常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸氟气、氢氟酸和强碱和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。酸、硝酸等）起反应。Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4 +2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+O2=SiO2在加热条件下，能跟一些非金属反应。在加热条件下，能跟一些非金属反应。Si+C SiC高温高温Si+2Cl2 SiCl4 Si+2H2 SiH4高温高温3.硅的化学性质 常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟384.4.硅的工业制法硅的工业制法SiO2+2C=Si(粗粗)+2CO高温高温高温高温 Si(粗粗)+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si(纯纯)+4HCl高温高温(1)(1)粗硅制取粗硅制取 (2)(2)粗硅提纯粗硅提纯 高纯硅：半导体材料高纯硅：半导体材料合金合金变压器铁芯变压器铁芯（含硅（含硅4%4%的钢有导磁性）的钢有导磁性）耐酸设备耐酸设备（含硅（含硅15%15%左右的钢有耐酸性）左右的钢有耐酸性）5.5.硅的用途硅的用途4.硅的工业制法SiO2+2C=Si(粗)+39二二.二氧化硅二氧化硅1.1.物理性质物理性质 SiO SiO2 2也叫硅石，石英砂、玻璃、沙子的主要成也叫硅石，石英砂、玻璃、沙子的主要成分也为分也为SiOSiO2 2，SiO SiO2 2为坚硬的固体，纯为坚硬的固体，纯SiOSiO2 2是无色透是无色透明晶体，称之为水晶。明晶体，称之为水晶。熔点高，硬度大，不溶于水（空间网状结构）熔点高，硬度大，不溶于水（空间网状结构）二.二氧化硅1.物理性质 SiO2也叫硅石，石英砂、403.3.化学性质化学性质酸性氧化物：酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应但是不溶于水，也不与水反应与碱性氧化物化合与碱性氧化物化合：SiO2+CaO CaSiO3SiO2+Na2O Na2SiO3高温高温高温高温与碱反应：与碱反应：SiO SiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O注意：盛碱溶液的试剂瓶一般用橡胶塞，不能用玻璃注意：盛碱溶液的试剂瓶一般用橡胶塞，不能用玻璃塞。为什么？塞。为什么？(2)(2)与与HFHF反应：反应：SiO SiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O（用于雕刻玻璃）（用于雕刻玻璃）(3)(3)弱氧化性弱氧化性：SiO2+2C Si+2CO高温高温3.化学性质酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应与碱性41高温高温高温高温(4)(4)与与NaNa2 2COCO3 3等反应：等反应：SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2（制玻璃原理）（制玻璃原理）5 5、SiOSiO2 2的用途的用途 制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等；制造电制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等；制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品用途：用途：高温高温(4)与Na2CO3等反应：（制玻璃原理）5、SiO42 1 1、用一种试剂证明生石灰中含有石灰石和石英，下、用一种试剂证明生石灰中含有石灰石和石英，下列试剂适宜的是列试剂适宜的是 （）A A盐酸盐酸 B B硫酸硫酸 C CNaOHNaOH溶液溶液 D.D.氯化钠溶液氯化钠溶液A3 3、若把、若把4.2g4.2g硅和硅和9.2g9.2g钠同时投入适量的水中，充分钠同时投入适量的水中，充分反应，能收集到氢气反应，能收集到氢气(标准状况标准状况)的体积是的体积是 （）A A、22.4L B22.4L B、11.2L C11.2L C、5.6L D5.6L D、2.8L2.8LB2、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行行蚀刻，将其制成雕花玻璃的物刻，将其制成雕花玻璃的物质是（是（）A烧碱碱 B纯碱碱 C氢氟酸氟酸 D盐酸酸C 1、用一种试剂证明生石灰中含有石灰石和石英，下列试剂适宜的43三三.硅酸（硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）H H2 2SiOSiO3 3是是SiOSiO2 2的对应水化物的对应水化物(SiO(SiO2 2是是H H2 2SiOSiO3 3的酸酐的酸酐)，是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比，是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H H2 2COCO3 3还弱，不能使紫色石蕊试液变红。还弱，不能使紫色石蕊试液变红。1 1、可溶性硅酸盐与酸反应（制法）、可溶性硅酸盐与酸反应（制法）SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3SiO32-+2H+=H2SiO32.2.不稳定不稳定（比（比H H2 2COCO3 3稳定），受热易分解稳定），受热易分解 H H2 2SiOSiO3 3 =H=H2 2O+SiOO+SiO2 2硅胶硅胶:硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶。硅胶多孔，吸附能力强，常用作实验室和袋装食品、硅胶多孔，吸附能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的瓶装药品等的干燥剂，也作催化剂的载体。干燥剂，也作催化剂的载体。三.硅酸（H2SiO3）H2SiO3是SiO2的对应水化443、硅酸钠（、硅酸钠（Na2SiO3），俗名叫泡花碱，白色），俗名叫泡花碱，白色固体，易溶固体，易溶 于水，其水溶液俗名叫水玻璃。于水，其水溶液俗名叫水玻璃。2、结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定、结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定1、由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称、由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称四、硅酸盐四、硅酸盐 水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强。可用作木材、织物的防腐剂和腐蚀，热稳定性强。可用作木材、织物的防腐剂和防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。3、硅酸钠（Na2SiO3），俗名叫泡花碱，白色固体，易溶 45（2 2）氧化物化学式法：）氧化物化学式法：活泼金属氧化物活泼金属氧化物 较活活泼金属氧化物金属氧化物 二氧化硅二氧化硅 水水（1 1）盐化学式法：）盐化学式法：如：如：NaNa2 2SiOSiO3 3、CaSiOCaSiO3 3、K K2 2SiOSiO3 3 等等4 4、硅酸盐组成的表示方法：、硅酸盐组成的表示方法：Na2OAl2O33SiO23H2OCaO3MgO4SiO2Al2O32SiO22H2O 高岭石（黏土）：高岭石（黏土）：AlAl2 2(Si(Si2 2O O5 5)(OH)(OH)4 4石石 棉：棉：MgMg3 3Ca(SiOCa(SiO3 3)4 4沸沸 石：石：NaNa2 2(Al(Al2 2SiSi3 3O O1010)3H)3H2 2O O（2）氧化物化学式法：（1）盐化学式法：4、硅酸盐组成的46硅酸盐工业简介硅酸盐工业简介 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2硅酸盐工业硅酸盐工业玻璃玻璃主要原料主要原料:纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英主要主要反应反应产品成分：产品成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2水泥水泥 主要原料：黏土、石灰石主要原料：黏土、石灰石产品成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙产品成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙陶瓷陶瓷 高温高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2高温高温原料黏土原料黏土硅酸盐工业简介 CaCO3+SiO2=CaSiO3+47硅酸盐产硅酸盐产品品水泥水泥玻璃玻璃主要原料主要原料反应条件反应条件生产设备生产设备主要反应主要反应主要成分主要成分粘土和石灰石粘土和石灰石纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英高温高温高温高温回转窑回转窑玻璃熔炉玻璃熔炉复杂的物理、复杂的物理、化学变化化学变化高温高温高温高温CaCO3+SiO2 =CaSiO3+CO2 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2硅酸三钙硅酸三钙 3CaOSiO2硅酸二钙硅酸二钙 2CaOSiO2铝酸三钙铝酸三钙 3CaOAl2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或表示为：或表示为：Na2OCaO6 SiO2 小结小结 水泥和玻璃两种硅酸盐产品的比较水泥和玻璃两种硅酸盐产品的比较硅酸盐产品水泥玻璃主要原料反应条件生产设备主要反应粘土和石灰48五、无机非金属材料五、无机非金属材料（1）传统无机非金属材料：主要指硅酸盐材料。）传统无机非金属材料：主要指硅酸盐材料。如水泥、玻璃、陶瓷等如水泥、玻璃、陶瓷等优点：优点：抗腐蚀、耐高温等；抗腐蚀、耐高温等；缺点：缺点：质脆、骤冷骤热性差等。质脆、骤冷骤热性差等。（2）新形无机非金属材料：主要指高温结构陶）新形无机非金属材料：主要指高温结构陶 瓷、光导纤维等。瓷、光导纤维等。主要特点：主要特点：A、耐高温、强度高，如氧化铝陶瓷。、耐高温、强度高，如氧化铝陶瓷。B、具有电学特性，如氧化锡陶瓷、具有电学特性，如氧化锡陶瓷(集成电路半导体集成电路半导体)C、具有光学特性，如光导纤维（光缆通迅、具有光学特性，如光导纤维（光缆通迅、医疗、信息处理等）医疗、信息处理等）D、具有生物功能，如磷酸钙系列陶瓷（人造骨骼）、具有生物功能，如磷酸钙系列陶瓷（人造骨骼）五、无机非金属材料（1）传统无机非金属材料：主要指硅酸盐材料49 光导纤维光导纤维(光纤光纤)光导纤维的成分：光导纤维的成分：二氧化硅二氧化硅光导纤维的特点：光导纤维的特点：传导光的能力非常强，抗干传导光的能力非常强，抗干扰性能好，不发生电辐射等。扰性能好，不发生电辐射等。光导纤维的应用：光导纤维的应用：通讯、医疗、信息处理、传通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。能传像、遥测遥控、照明等。光导纤维(光纤)501 1、磷酸钙是陶瓷也是一种新型无机非金属材料，它、磷酸钙是陶瓷也是一种新型无机非金属材料，它可用于制造人造骨骼，这是利用这类材料的（可用于制造人造骨骼，这是利用这类材料的（）A A耐高温的特性耐高温的特性B B电学特性电学特性 C C光学特性光学特性 D D生物功能生物功能D2 2、下列、下列说法正确的是法正确的是 （）A ASiOSiO2 2溶于水溶于水显酸性酸性B BCOCO2 2通入水玻璃可以得到原硅酸通入水玻璃可以得到原硅酸C C由由NaNa2 2COCO3 3SiOSiO2 2 =NaNa2 2SiOSiO3 3COCO2 2可知硅可知硅 酸的酸性比碳酸的酸性酸的酸性比碳酸的酸性强强D DSiOSiO2 2是酸性氧化物，它不溶于任何酸是酸性氧化物，它不溶于任何酸B1、磷酸钙是陶瓷也是一种新型无机非金属材料，它可用于制造人造513 3、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在13001300时反应获得时反应获得（1 1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是_ A A制气轮机叶片制气轮机叶片 B B制有色玻璃制有色玻璃 C C制永久性模具制永久性模具D D制造柴油机制造柴油机（2 2）写出）写出N N的原子结构示意图的原子结构示意图_根据元素周期根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式律知识，请写出氮化硅的化学式_（3 3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式无机酸反应试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式_ _ _（4 4）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_ _ _ACD+752Si3N4Si3N416HF3SiF44NH4F3SiCl42N26H2 Si3N412HCl强热强热3、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质52