无机非金属材料的主角---硅hppt课件

1、 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。以上。 硅元素硅元素(silicon)在地壳中的含量在地壳中的含量第一节第一节 无机非金属资料的主角无机非金属资料的主角_硅硅从原子构造角度认识硅从原子构造角度认识硅共同点：既不易失去电子，也不易得到电子，共同点：既不易失去电子，也不易得到电子，主要构成四价化合物。主要构成四价化合物。CSiCO2 H2CO3 Na2CO3 CaCO3SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 CaSiO3不同点：碳在自然界中有单质存在，硅那么与氧不同点：碳在自然

2、界中有单质存在，硅那么与氧化合，只需化合态二氧化硅、硅酸盐化合，只需化合态二氧化硅、硅酸盐结论：碳化学性质比硅稳定，硅有亲氧性；结论：碳化学性质比硅稳定，硅有亲氧性；碳碳-统治了有机界：碳是构成统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。有机物的主要元素。硅硅统治了无机矿物界：硅是构统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的根本元素。成岩石与许多矿物的根本元素。资料卡片资料卡片:在在25和和101kPa的条件下的条件下,由单质生成由单质生成1molCO2时放热时放热393.5kJ;而在同样条件下而在同样条件下,生成生成1molSiO2时放热时放热910.9kJ。放热越多。放热越多,其生成物通常越稳

3、定其生成物通常越稳定,可见可见SiO2比比CO2更容易生成更容易生成,而且更稳定。而且更稳定。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以硅主要以SiO2SiO2及硅酸盐方式存在。及硅酸盐方式存在。思索：阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧思索：阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧的才干及硅在自然存在方式？的才干及硅在自然存在方式？讨论：阅读课本讨论：阅读课本P74-75页试画出由硅石开场页试画出由硅石开场的树状分类图。的树状分类图。硅石硅石结晶形石英结晶形石英无定形硅藻土无定形硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙一、二氧化硅一、二氧化

4、硅(silicon dioxide) 水水 晶晶玛玛 瑙瑙光导纤维光导纤维现代通讯誉光缆现代通讯誉光缆光学纤维胃镜光学纤维胃镜用光导纤维做用光导纤维做无开刀手术无开刀手术光导纤维手术头灯光导纤维手术头灯光导纤维光导纤维石英坩埚石英坩埚二氧化硅的用途二氧化硅的用途制晶体硅制晶体硅石英坩埚石英坩埚光导纤维光导纤维石英手表石英手表玻璃仪器玻璃仪器耐磨器皿耐磨器皿SiO2精细仪器轴承精细仪器轴承一、二氧化硅一、二氧化硅(silicon dioxide) 请根据请根据SiO2的存在和运用思索的存在和运用思索:水晶水晶玛瑙玛瑙 二氧化硅具有哪些物理性质二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何化学稳定性如何

5、?他的根据是什么他的根据是什么?SiO2的这些性质是由什么决议的？的这些性质是由什么决议的？可见可见Si、O个数比为个数比为SiO21：2SiO 实验室盛装实验室盛装NaOH溶液溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，他知道为什么吗？璃塞，他知道为什么吗？ 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2与与NaOH溶液反溶液反响生成粘稠的响生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶，使瓶塞和瓶口粘在一同。口粘在一同。1、具有酸性氧化物的通性、具有酸性氧化物的通性与强碱反响生成盐和水与强碱反响生成盐和水与碱性氧化物反响生成盐与碱性氧化物反响生成盐有粘性，其溶液俗称水玻璃SiO2 + H2O 2与氢

6、氟酸反响特性与氢氟酸反响特性 SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O特性特性他知道吗？他知道吗？ 如何在玻璃上雕刻如何在玻璃上雕刻?这门工艺和我这门工艺和我们化学有什么深沉的协作关系？们化学有什么深沉的协作关系？ 与其它酸不反响与其它酸不反响H2SO4、HNO3、HCl HF能腐蚀玻璃能腐蚀玻璃.因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。用塑料瓶。(3)弱氧化性弱氧化性工业上用此反响制备粗硅，这就是工业上用此反响制备粗硅，这就是“从沙滩到用户！从沙滩到用户！高温高温电炉电炉二、硅酸二、硅酸(H2SiO3) 实验实验4-1:向向Na2SiO3溶液中

7、溶液中,滴入酚酞滴入酚酞,再滴入稀盐酸。再滴入稀盐酸。景象景象结论结论方程式方程式 滴入酚酞溶液呈红色，滴入酚酞溶液呈红色，Na2SiO3溶液呈碱溶液呈碱性性,问题研讨问题研讨1：怎样由石英：怎样由石英(SiO2)制取硅酸？制取硅酸？Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3胶体胶体问题研讨问题研讨1：怎样由石英：怎样由石英(SiO2)制取硅酸？制取硅酸？硅酸难溶于水硅酸难溶于水滴入盐酸红色变浅接近消逝，溶液呈胶状滴入盐酸红色变浅接近消逝，溶液呈胶状 生成的硅酸逐渐聚合而构成硅酸溶胶能流动，当硅酸的浓度较大时，就会构成硅酸凝胶不能流动，

8、硅酸凝胶经过枯燥脱水就构成硅胶。硅胶的用途：枯燥剂吸水，吸附剂多孔，催化剂的载体。H2SiO3=H2O+SiO2加热加热 知硅酸酸性比碳酸弱知硅酸酸性比碳酸弱,请他描画将请他描画将CO2通入到饱和的通入到饱和的Na2SiO3溶液中产生溶液中产生的景象并写出有关化学反响方程式。的景象并写出有关化学反响方程式。问题研讨问题研讨2：景象：生成白色胶状沉淀。景象：生成白色胶状沉淀。方程式：方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 +Na2CO3Na2SiO3+2H2O+2CO2=H2SiO3 +2NaHCO3反响原理：强酸制弱酸反响原理：强酸制弱酸1、以下物质中、以下物质中,不能用玻璃瓶来

9、盛装的是不能用玻璃瓶来盛装的是( )A.烧碱溶液烧碱溶液 B.浓硫酸浓硫酸 C.氢氟酸氢氟酸 D.碳酸钠溶液碳酸钠溶液练一练练一练C 2、要除去、要除去SiO2中的中的CaO杂质，最适宜的杂质，最适宜的试剂是试剂是 A.纯碱溶液纯碱溶液 B 盐酸盐酸 C 硫酸硫酸 D 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液练一练练一练B3、试设计一简单实验方案、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含检验某生石灰样品中含有石灰石、石英有石灰石、石英, ,有关反响的离子方程式为有关反响的离子方程式为 . 取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反响取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反响,假设产生气体假设产生气体,阐明样品

10、中有石灰石阐明样品中有石灰石,假设仍有不假设仍有不溶物溶物,阐明样品中有石英。阐明样品中有石英。CaCO3 + 2H+ =Ca2+CO2+ CaCO3 + 2H+ =Ca2+CO2+ H2OH2O练一练练一练课堂小结课堂小结作业：完成有关反响方程式。作业：完成有关反响方程式。预习了解预习了解: :硅的重要化合物对硅的重要化合物对人类文明的奉献人类文明的奉献-玻璃、水泥、陶瓷玻璃、水泥、陶瓷1.1.课本课本P80 1,3,4,5,10P80 1,3,4,5,10 2. 2.硅这一家子硅这一家子作业作业:中国瓷器中国瓷器三、硅酸盐三、硅酸盐构造复杂，普通不溶于水，化学性质很构造复杂，普通不溶于水，

11、化学性质很稳定。稳定。硅酸钠硅酸钠Na2SiO3), 其水溶液俗称水其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。料。是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。实验实验4-24-2放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶饱和溶液液现象现象结论结论当水分蒸当水分蒸发后熄灭发后熄灭当水分蒸发后当水分蒸发后不易熄灭不易熄灭用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火制备木材防制备木材防火剂的原料火剂的原料2、硅酸盐组成表示、硅酸盐组成表示硅酸钠硅酸钠Na2SiO3) 镁橄榄石镁橄榄石Mg2SiO4钙沸石

12、钙沸石Ca(Al2Si3O10) 3H2O活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2ONa2O SiO22MgO SiO2CaO Al2O3 3SiO23H2O K2O3Al2O36SiO22H2OK(Al3Si3O10)(OH)2传统无机非金属资料传统无机非金属资料硅酸盐产品硅酸盐产品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃阅读教材阅读教材78-793、硅酸盐产品、硅酸盐产品 陶瓷陶瓷 玻璃玻璃 水泥水泥3、硅酸盐产品、硅酸盐产品 陶瓷陶瓷 玻璃玻璃 水泥水泥消费原料：黏土消费原料：黏土Al2O32SiO22H2O Al2O32SiO22H2O 消费设备：陶瓷窑消费设备：陶瓷窑

13、消费过程：混合消费过程：混合- -成型成型- -枯燥枯燥- -烧结烧结- -冷却冷却主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、 绝缘、易成型绝缘、易成型陶陶 瓷瓷消费原料：纯碱、石灰石、石英消费原料：纯碱、石灰石、石英 Na2CO3Na2CO3、CaCO3CaCO3、SiO2SiO2消费设备：玻璃窑消费设备：玻璃窑反响原理：反响原理：主要成分：主要成分：Na2SiO3Na2SiO3、CaSiO3CaSiO3、SiO2SiO2高温高温SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 高温高温玻玻 璃璃 参

14、与了不同的金属氧化物参与了不同的金属氧化物普通玻璃加热接近熔化普通玻璃加热接近熔化再急速冷却再急速冷却玻璃玻璃消费原料：石灰石、黏土消费原料：石灰石、黏土 CaCO3CaCO3、 Al2O32SiO22H2O Al2O32SiO22H2O 消费设备：水泥回转窑消费设备：水泥回转窑主要成分：主要成分：3CaOSiO23CaOSiO2 2CaOSiO2 2CaOSiO2 3CaOAl2O3 3CaOAl2O3水水 泥泥具有特殊功能的含硅物质具有特殊功能的含硅物质 1、碳化硅、碳化硅SiC俗称金刚砂，具有金俗称金刚砂，具有金刚石的构造。硬度很大，用作砂纸、砂刚石的构造。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。轮的磨料。 2、硅、硅 钢钢铁合金铁合金 导磁性良导磁性良好，用作好，用作变压器铁变压器铁芯芯3、硅橡胶、硅橡胶4、分子筛