人教版必修1-第4章第1節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角硅ppt課件

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Si,最外層電子數(shù)是4，碳也是。,思考2：碳、硅原子主要顯幾價(jià)？,正四價(jià)（+4價(jià)）,① 碳、硅都是親氧元素。硅的親氧性強(qiáng)于碳的親氧性。,② 因此硅元素在自然界都是與氧的化合物的形態(tài)存在。,思考1：硅原子最外層電子數(shù)是多少？我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同？,思考3：比較碳、硅親合氧的能力。,1,12,結(jié)晶形,無定形,硅石,2,晶體二氧化硅,無定形二氧化硅,晶,3,其性質(zhì)主要與結(jié)構(gòu)有關(guān)： 正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),SiO2的結(jié)構(gòu),正四面體 空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 硅氧原子比例：1 : 2 沒有SiO2 分子存在， 只存在硅氧原子,4,二氧化硅的用途,由于SiO2具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，加上SiO2在自然 界的廣泛存在，因此從古到今都被人類廣泛地應(yīng)用。,5,光學(xué)纖維胃鏡,用光導(dǎo)纖維做手術(shù)，不用開刀。,二氧化硅的用途,6,二氧化硅的用途,7,透過圖片思考: 二氧化硅具有哪些物理性質(zhì)? 化學(xué)穩(wěn)定性如何? 你的根據(jù)是什么? SiO2的這些性質(zhì)是由什么決定的？,8,不溶于水，熔沸點(diǎn)比較高，硬度比較大。,1. 物理性質(zhì)：,9,思考：實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？,明確：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。,10,② 不能與水反應(yīng),SiO2 + 2NaOH =Na2SiO3 + H2O,高溫,① 酸性氧化物,2.化學(xué)性質(zhì),11,2.化學(xué)性質(zhì),③特性：（與氫氟酸反應(yīng)）,（用于雕刻玻璃）,（用于工業(yè)制粗硅，這就是“從沙灘到用戶”）,高溫,④弱氧化性,12,②,③,④,⑤,①,隨堂練習(xí),,13,二氧化碳和二氧化硅的物理化學(xué)性質(zhì)及用途比較,CO2+H2O=H2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,CO2+CaO=CaCO3,不反應(yīng),SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O,,,,,固 態(tài),熔沸點(diǎn)低,氣 態(tài),,熔沸點(diǎn)高、硬度大,,——,,SiO2 ＋ 4HF=SiF4↑＋ 2H2O,人工降雨，滅火等,裝飾、石英坩堝、光纖等,高溫,14,探究實(shí)驗(yàn)4-1,二、硅酸,15,,,,SiO32- + 2H+ == H2SiO3↓,,Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓,a.Na2SiO3溶液呈堿性; b.可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸； c.先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠; d.靜置則形成硅酸沉淀。,滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生。,16,問題1：怎樣以石英(SiO2)為主要原料制取硅酸？,硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢？請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)論證你的推斷。,問題2：,可溶性硅酸鹽與CO2反應(yīng)生成不溶于水的硅酸,Na2SiO3 + CO2+H2O == Na2CO3 + H2SiO3↓,17,生成的硅酸逐漸聚合而形成硅酸溶膠，經(jīng)干燥脫水就形成硅酸干膠，稱為“硅膠”。常常用做干燥劑。,用途,18,①本節(jié)課學(xué)習(xí)了哪些知識(shí)和學(xué)習(xí)方法？,②通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)你有哪些收獲或感想？,不溶于水、極弱酸(酸性比碳酸還弱）,制法：,SiO32- + 2H+== H2SiO3↓,SiO32- + H2O +CO2 ==H2SiO3↓+ CO32-,H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+H2O,性質(zhì)：,19,一、SiO2,,結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 用 途,,① ② ③ ④,二、H2SiO3,物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 用 途 實(shí)驗(yàn)室制法,,20,硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱；硅酸鹽是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)物質(zhì)，大多數(shù)不溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。,1、硅酸鹽,21,常見硅酸鹽礦物,思考: 看書學(xué)習(xí)如何將硅酸鹽用氧化物的形式表示？,22,,硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多，通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成。例如：,Na2SiO3 : Na2O · SiO2 CaSiO3 : Ca2O · SiO2,23,要領(lǐng)：各元素寫成相應(yīng)的氧化物， 化合價(jià)不變，元素守恒 格式：金屬氧化物、二氧化硅、水 (各氧化物前系數(shù)為最簡整數(shù)比) 順序：金屬按活動(dòng)順序表,硅酸鹽的鹽氧化物法書寫規(guī)律,24,用氧化物形式表示下列硅酸鹽： 1.蛇紋石：H4Mg3Si2O9 2.鈣長石：CaAl2SiO6 3.石棉：CaMg3Si4O12 4.長石：KAlSi3O8 5.普通玻璃：CaNa2Si6O14,1.3MgO·2SiO2·2H2O 2.CaO·Al2O3·SiO2 3.CaO·3MgO·4SiO2 4.K2O·Al2O3·6SiO2 5.CaO·Na2O·6SiO2,25,三、硅酸鹽,硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，一般都不溶于水。,1. 硅酸鈉（Na2SiO3）溶于水，其水溶液俗稱為水玻璃，可制備硅膠、木材防火劑等。,實(shí)驗(yàn)探究2 取兩條一樣的干燥布條，分別放入蒸餾水和硅酸鈉飽和溶液中，使之充分吸濕、浸透，取出稍瀝干后，分別放置在酒精燈外焰處。觀察現(xiàn)象。,燃燒,無明火，不燃燒,Na2SiO3不易燃燒，可作防火劑,26,無機(jī)非金屬材料,硅酸鹽產(chǎn)品,,,陶瓷,水泥,玻璃,3. 硅酸鹽產(chǎn)品,27,硅酸鹽產(chǎn)品簡介,28,幾種特種玻璃,29,景德鎮(zhèn)傳統(tǒng)名瓷之一的粉彩瓷,30,享有盛譽(yù)的中國古代陶瓷,31,,32,33,傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料：,陶瓷、玻璃、水泥,新型無機(jī)非金屬材料：,新型陶瓷,,透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等,高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷,34,高壓鈉燈,透明氧化鋁陶瓷,35,,生 物 陶 瓷 應(yīng) 用,36,用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷做的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片,37,4、硅單質(zhì),（1） 存在：硅有晶體硅和無定形硅兩種。,（2） 物理性質(zhì)：晶體硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石， 熔點(diǎn)(1410℃)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。,(3)化學(xué)性質(zhì)：常溫下硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑,導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。,,38,(4)用途,硅太陽能電池,晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料。,39,硅酸鹽 1.表示方法：①鹽化學(xué)式法 ②鹽氧化物法 2.硅酸鈉 ⑴硅酸鈉是一種無色晶體，熔點(diǎn)高 ⑵硅酸鈉易溶于水，水溶液俗稱水玻璃，呈堿性 ⑶Na2SiO3易吸收空氣中的CO2： Na2SiO3 +H2O+CO2== 2NaCO3 + H2SiO3（膠體） ⑷Na2SiO3溶液（水玻璃）—木材防火、黏膠劑等 3.硅酸鹽產(chǎn)品 ：水泥、陶瓷、玻璃 4.硅 ①存在與狀態(tài)；②物理性質(zhì)；③化學(xué)性質(zhì) ④用途；⑤用途。,40,