无机非金属材料的主角硅课件10 人教课标版

1、,第一节,无机非金属材料,的主角,硅,化学必修,问题,?,自然界中的岩石、沙子、土壤,是由什么构成？,你还知道,哪些含硅,的物质？,水晶,玛瑙,硅,的,广,泛,存,在,元素周期表,第A族的二兄弟碳和硅,豪门二杰,碳元素,硅元素,形成了无数种构成人类和其它,地球生物等的有机物，“,统治,了有机界,”。,煤、石油等有机化产品和材料,是现代化的基石,地壳质量的约,90%,，构成了地壳,大部分岩石、沙子和土壤，,“,统治了地壳,”,硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、,水泥等使人类生活日新月异,一、二氧化硅和硅酸,硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合。,所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的,氧化

2、物,及,硅酸盐,的形式存在。,1,、,二氧化硅（,SiO,2,）,SiO,2,是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳,质量的,12,，其存在形态有,结晶形,和,无定形,两大类，通称硅石。,SiO,2,的结构,玛瑙,水晶,晶,体,二,氧,化,硅,硅藻土,中国硅藻土资源丰富。全国,10,个省,(,区,),有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有,354,处，总保有储量矿石,3.85,亿吨。,仅次于美国，居世界第,2,位。在地区分,布上，以吉林最多，占全国储量的,54.8%,，,云南、福建、河北等地次之。矿床类型,主要为火山物源沉积型矿床,(,吉林长白、,山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等,),和,

3、陆源沉积型,(,云南寻甸、四川米易硅藻,土矿等,),矿床。成矿时代集中在第三纪,和第四纪，以第三纪为主。,无,定,形,二,氧,化,硅,光,学,纤,维,胃,镜,二氧化硅的用途,二氧化硅的用途,坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，,不溶于水，硬度比较大。,（,1,）物理性质：,（,2,）化学性质：,（,a,）常温与氢氟酸（,SiO,2,很不活泼，,HF,是,唯一能跟其反应的酸）,4HF+SiO,2,=SiF,4,+2H,2,O,（,b,）酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。,2NaOH+SiO,2,=Na,2,SiO,3,+H,2,O,与强碱反应：,与碱性氧化物反应：,S,iO,2,+CaO=CaSiO

4、,3,高温,(,所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如,NaOH,、,KOH,、,Na,2,CO,3,、,Na,2,SiO,3,等溶液。,),2.,硅酸（,H,2,SiO,3,）,思考：,1.,二氧化硅不溶于水，不跟水反应，,如何从二氧化硅来制备,H,2,SiO,3,是一种很弱的酸，比碳酸的酸性还弱,Na,2,SiO,3,+2HCl=2NaCl+H,2,SiO,3,所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，,硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸,凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为,“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验,室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催,化

5、剂的载体。,实验,4,1,二、硅酸盐,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在,自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，,一般都不溶于水，化学性质很稳定。,最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠（,Na,2,SiO,3,），其,水溶液称为水玻璃，可以作肥皂填料、木材防火剂及,黏胶剂等。,实验,4,2,几种硅酸盐产品,陶瓷,、,玻璃,、,水泥,，最重要,的无机非金属材料。,新型的陶瓷,三、新型无机非金属材料的特性,?,1.,能承受高温、强度高。,例如：氮化硅陶瓷在,1200,左右的高温下，,仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶,片、轴承、永久性模具等。,?,2.,具有电学特性，一些新型无机非金属

6、,材料可以作为半导体、导体、超导体等，,一些绝缘性材料常被用于集成电路的基,板。,?,3.,具有光学特性。有些新型无机,非金属材料能发出各色的光，,有的能透过可见光，有的能使,红外线、雷达射线穿过。,处,于,高,温,下,的,光,导,纤,维,F-117,是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破对,手火力网，压制对手防空系统，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。,?,4.,具有生物特性。有些新型无机非金属材料,强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较,好的适应性，可直接植入人体内，用这类材,料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在,医疗上。,人,

7、造,关,节,（,2,）硅酸盐组成的表示,用二氧化硅和金属氧化物的形式表示,其组成。,实,例,Na,2,SiO,3,Na,2,O,?,SiO,2,高岭石,Al,2,（,Si,2,O,5,）（,OH,）,4,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,?,要领：,两边原子个数守恒,?,格式：金属氧化物、二氧化硅、水,?,顺序：金属按活动顺序表,拆分原则,K,2,O,3Al,2,O,3,6SiO,2,2H,2,O,K(Al,3,Si,3,O,10,)(OH),2,练习,三、硅（,Si,）,硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体,物性：,化性：,1,、灰黑色，有金属光泽，硬而,脆的固体,2,、熔、沸点高

8、、硬度大,3,、晶体硅是良好的半导体,常温下，硅的化学性质不活泼，,除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其,他物质如：氧气、氯气、硫酸等,起反应，但在加热情况下，硅也,能跟一些非金属反应。,1,、与氟气反应：,2,、与氢氟酸反应：,3,、与强碱溶液反应：,4,、与氯气反应：,5,、与氧气反应,Si+2F,2,=,SiF,4,Si+4HF,=,SiF,4,+2H,2,Si+2NaOH+H,2,O,=,Na,2,SiO,3,+2H,2,Si+2Cl,2,=,SiCl,4,Si+O,2,=,SiO,2,存在,在自然界中，没游离态的硅，以化合态存在，例如：,硅酸盐等，在地壳中含量居第二位。,用途,集成电路、晶体

9、管、硅整流器等半导体材料，还可以,制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。,集成电路,晶体管,制备,工业上：,SiO,2,粗硅,SiCl,4,Si,+C +Cl,2,精馏,+H,2,高温,高温,高温,Si+2C = 2CO+Si(,含杂质的粗硅,),Si+2Cl,2,= SiCl,4,生成的液态,SiCl,4,经精馏、除硼、砷等，再用,H,2,还原,SiCl,4,+2H,2,=4HCl+Si(,纯度高的多晶硅,),高温,高温,高温,相应练习,1,已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：,Si+2NaOH+H,2,O=Na,2,SiO,3,+2H,2,现把,11.5g,钠和,4.2g

10、,硅同时投入,100g,水中，在标况下,可收集到,H,2,多少,L,？（提示：与,Si,反应的,NaOH,是过,量的）,解：,Na,1/2H,2,23 1/2,22.4,11.5 X,Si,2H,2,28 2,22.4,4.2 Y,Y=(4.2,2,22.4)/28=6.72(L),V,H2,=5.6+6.72=12.32(L),1,2,22.4,11.5,23,5.6L,X,相应练习,2,在实验室里，将细砂粉（,SiO,2,）与镁粉混合加热，,也可得到粗硅，反,应的化学方程式为,这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化,镁及硅化镁（,Mg,2,Si,）等，这些杂质可用盐酸除去，,有关反应的

11、化学方程式为,SiO,2,+2Mg=2MgO+Si,高温,MgO+2HCl=MgCl,2,+H,2,O,Mg,2,Si+4HCl=2MgCl,2,+SiH,4,Mg+2HCl=MgCl,2,+H,2,硅元素,单质硅,Si + F,2,Si + HF,Si +,NaOH,加热能与某,些非金属单,质反应（,O,2,、,Cl,2,）,O,2,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,二氧化硅是光导纤维,的主要原料，光导纤,维可用作通讯材料和,制造医用内窥镜等,硅可制造集成路、,太阳能电池等；硅,合金可用来制造变,压器铁芯、耐酸设,备等。,只有化合态,SiO,2,硅酸盐,C,高温,HF,无游离态,常温

12、不活泼,作业：习题,1,、,4,归纳,总结,?,1,、许多人企求着生活的完美结局，殊不知美根本不在结局，而在于追求的过程。,?,2,、慢慢的才知道：坚持未必就是胜利，放弃未必就是认输，。给自己一个迂回的空间，学会思索，学会等待，学会调整。人生没有假设，当下即是全部。背不动的，放下了；伤不起的，看淡了；想不通的，不想了；恨不过的，抚平了。,?,3,、在比夜更深的地方，一定有比夜更黑的眼睛。,?,4,、一切伟大的行动和思想，都有一个微不足道的开始。,?,5,、从来不跌倒不算光彩，每次跌倒后能再站起来，才是最大的荣耀。,?,6,、这个世界到处充满着不公平，我们能做的不仅仅是接受，还要试着做一些反抗。,?,7,、一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望，便无所怨惧。,?,8,、有些人，因为陪你走的时间长了，你便淡然了，其实是他们给你撑起了生命的天空；有些人，分开了，就忘了吧，残缺是一种大美。,?,9,、照自己的意思去理解自己，不要小看自己，被别人的意见引入歧途。,?,10,、没人能让我输，除非我不想赢！,?,11,、花开不是为了花落，而是为了开的更加灿烂。,?,12,、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。,?,13,、不管从什么时候开始，重要的是开始以后不要停止；不管在什么时候结束，重要的是结束以后不要后悔。,?,14,、当你决