硅完整版自己上课用的.ppt

电脑的中央处理器 CPU 硅芯片的使用 使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了 你知道 硅谷 吗 材料家族中的元素 第一节硅无机非金属材料 学习目标1 了解硅元素在自然界中的存在形式 2 知道硅及二氧化硅的性质 3 知道硅及其化合物的用途 学习重点 难点硅及二氧化硅的性质 硅元素 silicon 在地壳中的含量 氧48 6 硅26 3 铝7 73 铁4 75 钙3 45 钠2 74 钾2 47 镁2 00 氢0 16 其他1 20 硅26 3 1 存在 没有游离态 只有化合态2 分布 自然界中分布广泛 在地壳中居第二位 仅次于氧 是构成矿物和岩石的基本元素 一 硅单质 画出碳和硅的原子结构示意图 分析 既不易失电子 又不易得电子 主要形成四价的化合物 硅元素 1 物理性质 结构类似金刚石 为硬而脆的灰黑色固体 熔点高 硬度大 单质硅 晶体硅 无定形硅 2 化学性质 不活泼常温下 只与F2 HF 强碱反应Si 2F2 SiF4Si 4HF SiF4 2H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 加热条件下 与某些非金属反应 碳化硅 俗称金刚砂 制造砂轮 砂纸 3 用途 晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间 是良好的半导体材料 硅是信息技术的关键材料 硅太阳能电池 利用硅的半导体性能 制成光电池 将光能转化为电能 4 硅的工业制法 粗硅 纯硅 Si O 二氧化硅的晶体结构示意图 二 二氧化硅 SiO2 Si O 二氧化硅的晶体结构示意图 SiO2是正四面体的空间网状结构 因此性质很稳定 坚硬难熔的固体 熔沸点比较高 不溶于水 硬度比较大 1 二氧化硅物理性质 2 SiO2的化学性质 很不活泼 1 通性 酸性氧化物 与碱性氧化物反应生成盐SiO2 CaO CaSiO3 与强碱反应生成盐和水SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 高温 水玻璃有粘性 2 特性 与HF的反应 不与其它酸反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O用途 雕刻玻璃 弱氧化性 工业上用此反应制备粗硅 高温 电炉 SiO2与CO2化学性质的比较 CO2 H2O H2CO3 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 CaO CaCO3 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 特殊性 二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物 能与氢氟酸反应 思考 1 为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞 玻璃中含有SiO2 2 实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸 二氧化硅 SiO2 4 用途及危害 106页 用途 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 眼镜片 精密仪器 轴承 耐磨器皿等 制作装饰品 危害 在隧道开凿 石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘 人长期吸入含有二氧化硅的粉尘 就会患硅肺病 3 用途及危害用途 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 眼镜片 精密仪器 轴承 耐磨器皿等 制作装饰品 1 玻璃的主要成分之一是二氧化硅 能在玻璃上进行蚀刻 将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是 A 烧碱B 纯碱C 氢氟酸D 盐酸 C 练习 2 二氧化硅属于酸性氧化物 理由是 A Si是非金属元素B SiO2对应的水化物是可溶性弱酸C SiO2与强碱反应生成盐和水D SiO2不能与酸反应 C 3 实验室现提供下列试剂瓶 细口磨口塞玻璃瓶 广口瓶 细口橡皮塞玻璃瓶 棕色广口瓶 细口塑料瓶 如何存放下列药品 依据是什么 a 二氧化硅 b 氢氧化钠溶液c 硝酸银晶体 d 氢氟酸 e 浓硫酸 4 利用光导纤维能够传递光的性质 可以把光信号传到远方 构成光的 有线通信 系统 这就是光纤通信 下列关于制光导纤维的原料及传递光信号的物理原理均正确的是 A CaCO3 光的折射B SiO2 光的全反应射C CaO 光的干涉D Na2CO3 光的衍射 B 5 下列关于二氧化硅的叙述中 不正确的是 在固态和液态时 导电性都很差 能跟强碱反应 但不能与水反应 SiO2的物理性质与CO2类似 既是酸性氧化物 又是碱性氧化物A B C D C 三 硅酸 1 硅酸的制备 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 2 硅酸的性质 物理性质 白色 胶状 不溶于水的物 化学性质 弱酸性酸性比碳酸弱 H2SiO3 2NaOH 2H2O Na2SiO3 不稳定性 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 3 用途 可作干燥剂和催化剂的载体 最简单的硅酸盐是硅酸钠 Na2SiO3 其水溶液俗称为水玻璃 硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀 可用作肥皂填料 木材防火剂等 硅酸钠 Na2SiO3 四 硅酸盐 1 硅酸盐的表示方法 化学式法 氧化物法 硅酸钠 Na2SiO3 硅酸钙 CaSiO3 硅酸钠 Na2O SiO2 硅酸钙 CaO SiO2 高岭石 Al2O3 2SiO2 2H2O 石棉 CaO 3MgO 4SiO2 沸石 Na2O Al2O3 3SiO2 2H2O 云母 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 长石 K2O Al2O3 6SiO2 氧化物形式表示方法 活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 SiO2 H2O 高岭石 Al2Si2H4O9 石棉 CaMg3Si4O12 沸石 Na2Al2Si3O12 云母 K2Al6Si6O24 长石 K2Al2Si6O16 五 硅酸盐工业 1 玻璃 原料 纯碱 石灰石 石英设备 玻璃窑条件 高温熔融主要反应 主要成份 硅酸钠 硅酸钙 二氧化硅 高温 SiO2 CaCO3 CaSiO3 CO2 SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2 高温 混合物 无固定熔点 2 水泥 原料 黏土 石灰石 石膏设备 水泥回转窑条件 煅烧主要成份 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙等 水泥具有水硬性 3 陶瓷 原料 黏土条件 高温烧结 抗氧化 抗酸碱腐蚀 耐高温 绝缘 易成型 1 下列物质中主要成分不是二氧化硅的是 A 硅胶B 水晶C 玛瑙D 硅石2 NaOH KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中 A 具有玻璃塞的细口瓶B 具有玻璃塞的广口瓶C 带滴管的滴瓶D 具有橡胶塞的细口瓶3 可以用来制取半导体材料 如大规模集成电路 的是 A 二氧化硅B 粗硅C 高纯硅D 硅酸盐4 下列不是水玻璃用途的是 A 肥皂填料B 木材防火剂C 纸板黏胶剂D 建筑装饰材料5 下列不属于传统硅酸盐产品的是 A 玻璃B 水泥C 光导纤维D 陶瓷 A D C D C 6 二氧化硅的化学性质很不活泼 几乎所有的酸都不与其反应 但有一种酸能够和二氧化硅发生反应 这种酸是A 浓盐酸B 硫酸C 硝酸D 氢氟酸7 能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是 A CO2溶于水形成碳酸 SiO2难溶于水B CO2通入