无机非金属材料的主角硅ppt课件

1,2,3,4,5,F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。,6,无机非金属材料的主角 硅,7,硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物.,碳是构成有机物的主要元素,硅是构成岩石和许多矿物的主要元素,硅的原子结构,8,思考:硅的化学性质不活泼,那么硅在自然界中是否有游离态的存在呢?,硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的(与碳不同),存在形式：,氧化物 硅酸盐,9,一、二氧化硅和硅酸,俗名:硅石(晶体和无定型),思考:C、Si的原子结构相似，形成的氧化物CO2、 SiO2性质相差很大呢？,1、二氧化硅,10,SiO4四面体结构,空间网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质,11,思考:根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？ SiO2这些性质是由什么决定的？,物理性质:_,硬度大、熔点高、难溶于水,化学稳定性:_,很稳定,12,SiO2的的化学性质,1)、与氢氟酸反应,SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O,（刻蚀玻璃）,2）、与碱性氧化物反应,化学性质很不活泼，氢氟酸（ HF）是唯一可以与之反应的酸。,思考:试写出SiO2与氧化钠反应的化学方程式,13,3)、与强碱反应,SiO2 2NaOHNa2SiO3H2O,SiO2 2OHSiO32H2O,思考:1、 SiO2属于哪种类型的氧化物？ 2、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？,因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。,14,均属于酸性氧化物,CO2 CaOCaCO3,CO2 2NaOH Na2CO3+H2O,SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2O,CO2 H2OH2CO3,不反应,SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O,不反应,15,用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。,16,自然界中含SiO2的物质,沙粒,石英:结晶的二氧化硅，石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶。,水晶,17,玛瑙:含有杂质的水晶,18,2.硅酸（H2SiO3),很弱的酸，溶解度很小（酸性比碳酸还弱）,思考：如何制得硅酸？能用SiO2与水反应制得吗？为什么？,由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。,19,实验4-1,溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变浅并接近消失时,有透明的硅酸凝胶产生.,硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaCl,硅酸的化学性质: 1）、不稳定性： H2SiO3 = SiO2 + H2O,20,用途：见书P76,2）、弱酸性： H2SiO3 +2NaOH=Na2SiO3 +H2O Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 +Na2CO3,21,1.下列说法正确的是( ) A.二氧化硅溶于水显酸性 B.二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶液)可以得到硅酸. C.因为高温时,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强. D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸,B,练习：,22,2.硅酸钠溶液俗称水玻璃,呈碱性.下列物质中,能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是( ) A.浓硫酸 B.水玻璃 C.氢氟酸 D .苛性碱,A,3.下列物质中能跟SiO2发生反应的是( ) A. 盐酸 B. 硝酸 C. 硫酸 D. 烧碱溶液,D,4.光纤通讯是光作为信息的载体,让光在光导纤维中传输,制造光导纤维的基本原料是( ) A 、铜 B 、钢 C 、 石英 D、 铝,C,23,5.除去二氧化硅固体中混有的CaCO3固体,方法正确的是( ) A 、加水,过滤 B、 加热 C 、加盐酸,过滤 D、 加NaOH溶液,过滤,C,6.将过量的CO2分别通入(1)CaCl2溶液(2)Na2SiO3溶液(3)Ca(ClO)2溶液(4)饱和Na2CO3溶液.最终溶液中有白色沉淀的是( ) A、 (1)(2)(3)(4) B 、(2)(4) C、(1) (2)(3) D、(2)(3),B,24,3、硅酸盐,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,硅酸盐的特点：结构复杂、一般不溶于水、化学性质很稳定,最简单的硅酸盐： 硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃， 用途：制备硅胶和木材防火剂,25,实验42,燃烧,几乎不燃烧,Na2SiO3水溶液具有阻燃作用,水溶液不具有阻燃作用,26,硅酸盐常用氧化物的形式表示其组成，其表示顺序一般为：活泼金属氧化物.较活泼金属氧化物.二氧化硅.水 例: Na2SiO3的氧化物形式:Na2O . SiO2,练习:用氧化物的形式表示硅酸盐 1、石棉：CaMg3(SiO3)4 2、钾长石：K2Al2(SiO3)4 . 2SiO2 3、钠长石：Na2Al2(SiO3)4 . 2SiO2 4、高岭土： Al2(Si2O5)(OH)4,27,传统硅酸盐材料: 1.玻璃,（1）含有Na2SiO3,CaSiO3和 SiO2 ，主要成分是SiO2，玻璃态物质，没有固定熔点.,（2）原料：石灰石，纯碱，石英,（3）反应原理：,28,29,2.水泥,（1）原料：石灰石，黏土，（石膏）,（2）主要成分,（3）特性：水硬性，吸水性强,30,31,3.陶瓷,主要原料：黏土 Al2O32SiO22H2O,32,人面鱼纹盆,33,34,35,具有特殊功能的含硅物质,碳化硅（金刚砂）,36,硅钢 导磁性良好，用作变压器铁芯,37,硅橡胶,38,分子筛,具有均匀微孔结构的铝硅酸盐,39,生物陶瓷:人造骨,40,二、硅,硅有晶体硅和无定形硅两种。 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、沸点都很高，硬度大的固体。,导电性介于导体和绝缘体之间。,常温下硅单质的化学性质不活泼,物理性质,41,42,2）、化学性质：,不活泼,常温下,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4 +2H2,Si+ 2KOH + H2O = K2SiO3 + 2H2,注：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等常温下都不与硅起反应。,43,加热时：与某些非金属反应,3）、工业制粗硅：,粗硅提纯,Si+2Cl2=SiCl4,SiCl4+2H2=Si+4HCl,44,练习： 1、高岭土的组成可表示为Al2(Si2OX)(OH)Y，其中x、y的数值分别为 A、7，2 B、5，4 C、6，3 D、3，6 2能用来鉴别硅酸钠、碳酸钠、硝酸钠三种无色溶液的一种试剂是 A、石蕊试液 B、氢氧化钠溶液 C、氯化钡溶液 D、盐酸,45,3、SiO2+3C = SiC+2CO反应中，还原剂与氧化剂物质的量之比为 A、35 B、13 C、12 D、21 4、生产水泥、普通玻璃都要用到的主要原料是 A、黏土 B、石灰石 C、纯碱 D、石英5、下列物质中，主要成分不是SiO2的是 A、金刚砂 B、玛瑙 C、水晶 D、石英 6、地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是 A、熔点很高 B、与水反应生成对应的酸 C、可与烧碱反应生成盐 D、坚硬,46,作业：习案：作业（十一）,47,