高一化学无机非金属的主角素材PPT课件

1、硅在地壳中含量第二，硅的氧化物及硅酸盐构成的硅在地壳中含量第二，硅的氧化物及硅酸盐构成的岩石、岩石、 沙子和土壤，约占地壳的沙子和土壤，约占地壳的9090以上。以上。第1页/共62页第2页/共62页从原子角度认识硅原子既不易失去电子，也不易得到电子，主要形成四价化合物CSi第3页/共62页1在地壳中的含量仅次于 ，居于第 位；2在自然界中没有 态的硅，只有以 态存在的硅。如 、 等；3化合态的硅广泛存在于地壳的各种 和 里，是构成 和 的主要成分。化合二氧化硅硅酸盐矿物岩石矿物岩石二氧游离第4页/共62页岩石岩石沙滩沙滩土壤土壤硅酸盐硅酸盐二氧化硅二氧化硅Si第5页/共62页（ SiO2 ）结

2、晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）无定形无定形硅藻土硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙天然的天然的SiOSiO2 2称为称为硅石硅石硅石硅石无色透明无色透明彩色环带或层状彩色环带或层状水晶水晶玛瑙第6页/共62页天然水晶天然水晶第7页/共62页紫水晶蔷薇石英茶晶黄水晶第8页/共62页天然玛瑙天然玛瑙第9页/共62页第10页/共62页 纯净硅藻土纯净硅藻土硅藻土硅藻土滤芯滤芯硅藻土催化剂载体硅藻土催化剂载体 本质上是含水的无定本质上是含水的无定形二氧化硅形二氧化硅，优质的天然硅藻，优质的天然硅藻土土SiOSiO2 2含量一般在含量一般在70%70%以上。以上。硅藻土具有良好的化学惰性、硅藻土具有良好的化学惰

3、性、合适的比表面、良好的孔隙率合适的比表面、良好的孔隙率以及耐磨、耐酸、耐热等特性以及耐磨、耐酸、耐热等特性第11页/共62页四面体 每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角. 第12页/共62页金刚石的结构第13页/共62页金刚石的晶体结构 二氧化硅的晶体结构 看到这样两张图片，你能产生哪些联想？第14页/共62页SiO二氧化硅晶体结构基本结构单元SiO2晶体的基本结构单元呈 形，每个Si原子周围结合 个O，每个O原子跟 个Si相结合，Si与O原子按 的比例组成 的晶体。四面体421：2立体网状用用SiOSiO2 2来表示二氧化硅的组成来表示二氧化硅的组成, ,表示表示O

4、O与与SiSi的原子个数比的原子个数比, ,不是分子式是化学式，晶体中不存在单个不是分子式是化学式，晶体中不存在单个SiOSiO2 2分子。分子。第15页/共62页3.应用SiO2的网状结构决定它具有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用着水晶制品玛瑙制品饰品第16页/共62页第17页/共62页4.物理性质： .根据根据SiOSiO2 2的存在和应用，请你分析以下问题：的存在和应用，请你分析以下问题：SiOSiO2 2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？具有哪些物理性质？化学稳定性如何？化学性质： .硬度大，熔沸点高，不溶于水通常很稳定【 讨论 】为什

5、么实验室中盛放碱液的试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？剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？( (玻璃中含玻璃中含有有SiOSiO2 2) )二氧化硅是坚硬、难熔的固体，不溶于水，不导电，纯净的二氧化硅晶体无色透明。第18页/共62页 = 是是 性氧化物性氧化物不能与水反应注意：保存碱性试剂只能用橡皮塞，酸性试剂用玻璃塞注意：保存碱性试剂只能用橡皮塞，酸性试剂用玻璃塞俗称水玻璃，我是粘结剂哦酸酸与碱反应与碱反应与碱性氧化物反应不与水反应第19页/共62页与酸只与与酸只与HF反应（特性）反应（特性）（唯一与SiO2反应的酸）SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O此反应可用于工此

6、反应可用于工艺上雕刻玻璃，艺上雕刻玻璃，保存氢氟酸只能保存氢氟酸只能用塑料瓶用塑料瓶二氧化硅既能与氢二氧化硅既能与氢氧化钠反应又能与氧化钠反应又能与氢氟酸反应，能否氢氟酸反应，能否说二氧化硅是两性说二氧化硅是两性氧化物？氧化物？第20页/共62页在玻璃表面涂上一层石蜡在玻璃表面涂上一层石蜡第21页/共62页在石蜡上雕刻出花纹，向在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸挖空部分加少量氢氟酸第22页/共62页洗掉酸并去掉石蜡洗掉酸并去掉石蜡第23页/共62页 化学式化学式 二氧化碳二氧化碳 CO2二氧化硅二氧化硅 SiO2 状状 态态 熔沸点熔沸点 硬度硬度水水 溶溶 性性化化学学性性质质与与

7、酸酸 用用 途途与水反应与碱性氧化物反应与碱反应CO2 + H2O = H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3不能反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O只与氢氟酸反应气 态固 态熔沸很低熔点高，硬度大 能溶于水不溶于水人工降雨，灭火,饮料等光纤等二氧化碳与二氧化硅比较第24页/共62页试剂试剂二氧化硅二氧化硅氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液氢氟酸氢氟酸浓硫酸浓硫酸 试剂瓶试剂瓶细口磨口塞细口磨口塞广口瓶广口瓶细口塑料瓶细口塑料瓶细口橡皮塞细口橡皮塞 1 1、 实验室有五种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试

8、剂之间进行连线。课堂练习第25页/共62页1.1.硅酸的制备硅酸的制备方案1：利用SiO2与水反应制取方案2：强酸制弱酸提示：酸性：HCIH2CO3H2SiO3发散思维：硅和碳同一主族，都为+4价，碳酸制取与硅酸制取应有一定相似之处第26页/共62页 Na2SiO3溶液呈 性，硅酸是一种 滴加酚酞试液后溶液呈 色,滴加稀盐酸后溶液变为无色,有 结论实验现象实验操作NaNa2SiOSiO3溶液与盐酸和反应的化学方程式：溶液与盐酸和反应的化学方程式： ；红碱白色的胶状沉淀生成Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 +2NaCl不溶于水的白色固体1.1.硅酸的制备硅酸的制备第27页/共62页1.

9、制备制备Na2SiO3 + 2HCl=H2SiO3 +NaCl2.物理性质白色的不溶于水的固体3.化学性质极弱酸性，比碳酸还弱，不能使指示剂变色不稳定性 H2SiO3 SiO2 +H2O NaNa2SiOSiO3溶液与溶液与COCO2反应的化学方程式：反应的化学方程式：酸性酸性: :碳酸比硅酸碳酸比硅酸强强Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+ H2SiO3第28页/共62页Na2SiO3与酸反应时生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶（能流动），当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不能流动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶。.硅胶的用途：硅胶的用途：干燥剂（吸水），吸附剂（多孔），催化剂

10、的载体。第29页/共62页1硅酸盐及其性质硅酸盐及其性质硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐统称硅酸盐。(1)化学式表示法化学式表示法，如：硅酸钠：Na2SiO3、硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。(2)氧化物表示法氧化物表示法，硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类很多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。其表示方式：例如，硅酸钠：Na2SiO3Na2OSiO2高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4Al2O32SiO22H2O。活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水第30页/共62页1氧化物的排列顺序活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水2氧化物之间以“”隔开。3氧化物前

11、的化学计量数配置原则：各元素原子总个数比符合原来的组成。4化学计量数配置出现分数应化为整数。例如：钠长石NaAlSi3O8不能写成 Na2O Al2O33SiO2，应写成Na2OAl2O36SiO2。5各元素化合价保持不变。6变价元素按“先低价后高价”的规律书写。2121第31页/共62页例题：“911”事件发生后，美国世贸大厦轰然倒下。在清理废墟中，人们发现有很多石棉。石棉是一种具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火焰、耐酸和碱腐蚀，而且价格低廉的硅酸盐。石棉有毒，能使人患肺癌。(1)有一种石棉矿叫做青石棉，其化学式为Na2Fe5Si8H2O24，写成氧化物形式的化学式为_。(2)三硅酸镁是一

12、种胃病患者常用的制酸剂，试写出三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)中和胃酸(主要成分为盐酸)的化学反应方程式_。(3)生产玻璃的原料之一是正长石KAlSi3Ox，x是_，以氧化物形式表示为_。NaNa2 2O3FeOFeO3FeOFe2 2O O3 38SiO8SiO2 2HH2 2O O。Mg2Si3O8nH2O4HCl=2MgCl23SiO2(n2)H2OK2OAl2O36SiO28第32页/共62页名 称：硅酸钠。分子式：Na2SiO3性 质：白色晶体，可溶 于水，其水溶液 俗称“水玻璃” 和“泡花碱”用 途：是制造硅胶和木 材防火剂等的原 料。第33页/共62页实验4-2（P77）放入

13、蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结论结论当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后不易燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火用水浸泡过的木材或织物可燃烧制备木材防制备木材防火剂的原料火剂的原料第34页/共62页(1)Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种，其他可溶性的硅酸盐还有 。(2)Na2SiO3的水溶液俗称 ，是建筑业中常用的一种 ，也是一种矿物胶；用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既 又 。(3)Na2SiO3溶液呈碱性，易吸收空气中的CO2，化学方程式 ，因此Na2SiO3溶液要 保存。K2SiO3水玻璃耐腐蚀不易着火密封黏合剂H2O=Na2CO3H2SiO3Na2Si

14、O3CO2第35页/共62页锆石（ZrO2.SiO2)红柱石(Al2O3.SiO2)石榴子石(3CaO.Al2O3.3SiO2)橄榄石(2MgO.SiO2)常见的硅酸盐第36页/共62页 三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃t第37页/共62页硅酸盐很早就为我们的生活造福了！中国古代出中国古代出土的陶器土的陶器第38页/共62页第39页/共62页古老的建筑离不古老的建筑离不开陶瓷砖瓦开陶瓷砖瓦第40页/共62页CHINA陶瓷白如玉、薄如纸、明如镜、声如磬日用器皿、建筑饰材、卫生洁具第41页/共62页陶器的制作工序第42页/共62页第43页/共62页第44页/共62页氮化硅陶瓷制品氮化硅陶瓷制品新型

15、陶瓷制成的人造骨新型陶瓷制成的人造骨第45页/共62页玻璃让我们的生活玻璃让我们的生活变得更加明亮和璀变得更加明亮和璀璨璨第46页/共62页玻璃的制作工序第47页/共62页变色玻璃变色玻璃钢钢化化玻玻璃璃光学玻璃光学玻璃防火防弹玻璃防火防弹玻璃第48页/共62页现代建筑业的宠儿水泥第49页/共62页水泥的制造工序第50页/共62页雄伟的体育馆雄伟的体育馆 三峡工程三峡工程世贸大厦世贸大厦第51页/共62页水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷主要主要原料原料 反应反应原理原理发生复杂的物理、化学发生复杂的物理、化学变化变化Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2CaCO3SiO2CaSiO3CO2发生复杂的

16、物发生复杂的物理、化学变化理、化学变化主要主要成分成分硅酸三钙硅酸三钙(3CaOSiO2)硅酸二钙硅酸二钙(2CaOSiO2)铝酸三钙铝酸三钙(3CaOAl2O3)Na2OCaO6SiO2典型典型设备设备 黏土、石灰石黏土、石灰石石灰石、纯碱、石英石灰石、纯碱、石英黏土黏土水泥回转窑水泥回转窑玻璃熔炉玻璃熔炉陶瓷窑陶瓷窑高温高温第52页/共62页硅单质直至硅单质直至1919世纪才诞生世纪才诞生1823年 瑞典贝采利乌斯（Jons Jacob Berzelius）用金属钾还原四氟化硅制得单质硅 。四、硅单质第53页/共62页1、存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。2、物理性质：晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。3、化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼导电性介于导体和绝缘体之间。Si + O2 = SiO2第54页/共62页-1-在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和 NaOH溶液反应。Si2F2SiF4 Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2SiO2 SiO2第55页/共62页第56页/共62页4、制法SiO2 + 2C = Si + 2CO高温第57页/共62页硅的工业制法 第58页/共62页价值