高中化学《无机非金属材料的主角硅》：课件七（48张PPT）（人教版必修1）

欢迎进入化学课堂 第四章非金属及其化合物 第一节无机非金属材料的主角 硅 硅橡胶 造房子用的砖 瓦 砂石 水泥 玻璃 吃饭 喝水用的瓷碗 水杯 洗脸间的洁具 它们看上去截然不同 其实主要成分都是硅的化合物 背景知识回顾 1 写出C Si的原子结构示意图 分析它们在结构上有何共同点 判断它们与氧结合能力孰强孰弱 硅结合氧能力强 背景知识回顾 2 地壳中含量最多的元素是 其次是 空气中含量最多的元素是 其次是 氧 硅 氮 氧 背景知识回顾 3 以二氧化碳为例说明酸性氧化物的性质 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 CaO CaCO3 CO2 H2O H2CO3 思考与交流 1 地球上的硅元素主要以什么形式存在 为什么 硅元素主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在 地球被氧化气氛包围 硅是一种亲氧元素 在自然界中它总是与氧化合 思考与交流 2 二氧化硅与二氧化碳哪种物质更稳定 为什么 二氧化硅更稳定 C O2 CO2放热393 5kJ Si O2 SiO2放热910 9kJ 放热越多 其生成物通常越稳定 可见SiO2比CO2更容易生成 而且更稳定 一 二氧化硅和硅酸 1 二氧化硅存在 天然二氧化硅约占地壳质量的 其存在形式有 和 两大类 统称 12 结晶形 无定形 硅石 一 二氧化硅和硅酸 1 二氧化硅用途 SiO2是制造光导纤维的主要原料 石英制作石英玻璃 石英电子表 石英钟等 水晶常用来制造电子工业的重要部件 光学仪器 工艺品等 石英砂常用于制玻璃和建筑材料 金刚石结构 二氧化硅的结构 二氧化硅的结构 一 二氧化硅和硅酸 1 二氧化硅结构 二氧化硅的基本结构单元是 体 每个Si周围结合 个O Si在中心 O在4个顶角 许多这样的四面体又通过顶角的O相连 每个O为两个四面体所共有 即每个O跟 个Si结合 实际上 SiO2晶体是由Si和O按 的比例所组成的 结构的晶体 四面 4 2 1 2 立体网状 思考与交流 根据二氧化硅的存在和应用 请分析以下问题 二氧化硅具有哪些物理性质 化学稳定性如何 你的根据是什么 二氧化硅的这些性质是由什么决定的 一 二氧化硅和硅酸 SiO2晶体由Si和O原子按1 2比例组成 不存在分子 二氧化碳由CO2分子构成 不溶于水的无色晶体 熔点高 硬度大 可溶于水的无色无气味气体 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2 CaO CaSiO3 SiO2 2NaOH Na2SiO3 2H2O SiO2 3C SiC 2CO CO2 CaO CaCO3 CO2 2NaOH Na2CO3 2H2O SiO2 2C Si 2CO 问题探究 1 为什么实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞 玻璃的成分中含有二氧化硅 SiO2 NaOH Na2SiO3 H2O生成有粘性的Na2SiO3 使玻璃塞打不开 问题探究 2 实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸 不能 会发生反应而腐蚀玻璃SiO2 4HF SiF4 2H2O应该用塑料瓶 2 硅酸 二氧化硅是酸性氧化物 它对应的水化物是 和 SiO2既是H2SiO3的酸酐又是 的酸酐 硅酸H2SiO3 原硅酸H4SiO4 原硅酸H4SiO4 硅酸是通过 与其他 反应制得的 可溶性硅酸盐 酸性比它强的酸 制取硅酸 现象 结论 化学方程式 生成白色胶状沉淀 可溶性硅酸盐可以与其他酸反应硅酸不溶于水 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 硅酸与硅胶 硅酸的颜色 状态 水溶性 硅酸能形成 溶液 硅胶多孔 吸附水分能力强 常用作 也可以用作催化剂的 白色 固体 不溶于水 胶体 干燥剂 载体 硅胶 硅酸H2SiO3 聚合 胶体 硅酸溶胶 浓度较大 干燥脱水 硅酸凝胶 胶冻状 硅酸干胶 硅胶 硅酸的酸性 硅酸酸性 碳酸酸性 请你设计实验来证明并写出有关的化学方程式 弱于 向硅酸钠溶液中通入二氧化碳 Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 问题探究 1 硅酸能否用SiO2和水直接化合制备 不能 2 如何由SiO2来制取H2SiO3 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl SiO2 2NaOH Na2SiO3 2H2O 再见 第二章非金属及其化合物 第一节无机非金属材料的主角 硅 背景知识回顾 根据上节课的学习 请写出下列反应的化学方程式 1 SiO2 CaO 2 SiO2 NaOH 以上两个反应中生成的盐都是 硅酸盐 背景知识回顾 对于反应 CaCO3 CaO CO2 和SiO2 CaO CaSiO3 可以看出CaCO3的稳定性比CaSiO3 弱 高温 高温 二 硅酸盐 1 硅酸盐是由 和 组成的化合物的总称 硅酸盐是一类结构复杂的物质 一般都 化学性质 通常用 和 的形式表示其组成 硅 氧 金属 不溶于水 稳定 二氧化硅 金属氧化物 硅酸盐 2 硅酸盐的表示方法 用氧化物的形式表示 氧化物的顺序 活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水 注意 氧化物之间以 隔开 系数配置出现分数应化为整数 氧化物前的系数仅代表该氧化物本身 实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的 而是以种种结构复杂的盐的形式存在的 用氧化物形式表示硅酸盐的组成 硅酸钠Na2SiO3 硅酸钙CaSiO3 高岭石Al2 Si2O5 OH 4 正长石KAlSi3O8 普通玻璃的大致组成 水泥的主要成分 黏土的主要成分 Na2O SiO2 CaO SiO2 Al2O3 2SiO2 2H2O K2O Al2O3 6SiO2 Na2O CaO 6SiO2 Na2O CaO 6SiO2 3CaO SiO2 2CaO SiO2 3CaO Al2O3 Al2O3 2SiO2 2H2O 硅酸盐 硅酸钠的水溶液俗称 可用作肥皂填料 木材防火剂及黏胶剂等 水玻璃 水分蒸发后就燃烧 水分蒸发后不燃烧 木条 滤纸易燃烧 Na2SiO3可作防火剂 问题探究 土壤胶体是怎样形成的 为什么土壤胶体具有保肥能力 硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下 风化为黏土 并且形成土壤胶体 土壤胶体因其表面积较大且一般带负电 能吸收NH4 K 等数十种生物所需的营养离子 所以土壤具有保肥能力 晶体硅为钢灰色 无定形硅为黑色 密度2 4g cm3 熔点1420 沸点2355 晶体硅属于原子晶体 硬而有光泽 有半导体性质 单晶硅是一种重要的半导体材料 用于制造大功率晶体管 整流器 太阳能电池等 双向可控硅 三 硅单质 1 硅的同素异形体 硅有 种同素异形体 分别是 2 晶体硅是 色 有 的固体 它的结构类似于 其熔沸点都很高 硬度 导电性 是良好的 材料 广泛地应用于电子工业 硅是人类将 转换 的常用材料 两 晶体和无定形 灰黑 金属光泽 硬而脆 金刚石 大 界于导体和绝缘体之间 半导体 太阳能 电能 化学性质 Si 2F2 SiF4 Si 4HF SiF4 2H2O Si 2NaOH 2H2O Na2SiO3 2H2 Si O2 SiO2 加热 Si 2Cl2 SiCl4 加热 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全