硅人教必修学习教案

1、会计学1硅人教必修硅人教必修(bxi)第一页，共45页。第1页/共44页第二页，共45页。美国硅谷美国硅谷第2页/共44页第三页，共45页。1 1、了解、了解(lioji)Si(lioji)Si、SiO2SiO2、H2SiO3H2SiO3的主要性质。的主要性质。2 2、认识、认识SiSi、SiO2SiO2、H2SiO3H2SiO3的广泛用途的广泛用途, ,体会体会(thu)(thu)化学的创造性和实用性。化学的创造性和实用性。3 3、了解、了解(lioji)(lioji)硅酸盐的主要硅酸盐的主要性质。性质。第3页/共44页第四页，共45页。氧氧氧氧1.1.硅的存在硅的存在(cnzi)(cnzi

2、)（1）.硅在地壳硅在地壳(dqio)中的含量仅次于氧中的含量仅次于氧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、沙子和土壤的岩石、沙子和土壤.约占地壳质量的约占地壳质量的90%以以上。上。第4页/共44页第五页，共45页。研究研究(ynji)硅元硅元素可别忘了我素可别忘了我第5页/共44页第六页，共45页。最外层电子数都是4 ，原子既不容易失电子也不容也得到电子.主要形成四价的化合物。碳是构成有机物的碳是构成有机物的主要元素主要元素硅是构成岩石与许硅是构成岩石与许多矿物的主要元素多矿物的主要元素2、碳和硅的比较、碳和硅的比较(bjio)第6页/共44页第七

3、页，共45页。有结晶形（石英有结晶形（石英(shyng)晶体）晶体）无定形无定形硅藻土硅藻土玛瑙玛瑙(mno)天天然然的的 SiO2 硅硅石石一、二氧化硅一、二氧化硅(r yng hu gu)（ SiO2 ）、二氧化硅的存在、二氧化硅的存在水晶水晶水晶水晶玛瑙玛瑙无色透明晶体是无色透明晶体是具有彩色环带状或层状的具有彩色环带状或层状的第7页/共44页第八页，共45页。可见可见(kjin)Si、O个数比个数比为为SiO21：2SiO科学视野2 2、二氧化硅、二氧化硅(r yng (r yng hu gu)hu gu)的结构的结构阅读书上阅读书上74页科学视野页科学视野(shy)，理解二氧化硅的结

4、构，讨论，理解二氧化硅的结构，讨论二氧化硅的存在决定了二氧化二氧化硅的存在决定了二氧化硅的有怎么样的用途？硅的有怎么样的用途？第8页/共44页第九页，共45页。石英石英(shyng)(shyng)研钵研钵光导纤维光导纤维(un do (un do xin wi)xin wi)3 3、二氧化硅、二氧化硅(r yng (r yng hu gu)hu gu)的用途的用途坩埚坩埚光学纤维胃镜光学纤维胃镜第9页/共44页第十页，共45页。光导纤维、光学仪器、电子仪器光导纤维、光学仪器、电子仪器、工艺品（水晶、玛瑙）、石英、工艺品（水晶、玛瑙）、石英玻璃玻璃(b l)、玻璃、玻璃(b l)原料和原料和建筑

5、材料等。建筑材料等。第10页/共44页第十一页，共45页。根据根据SiO2的存在和用途的存在和用途,请你分析以下问题请你分析以下问题:SiO2具有具有哪哪些物理性质些物理性质?化学稳定性如何化学稳定性如何(rh)? 将你的认识写在将你的认识写在下面的横线上下面的横线上,并与同学交流。并与同学交流。4、物理性质、物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_无色不溶与水无色不溶与水 、 硬度大硬度大 、 熔点熔点(rngdin)(rngdin)高的固高的固体体很稳定很稳定(wndng)(wndng)第11页/共44页第十二页，共45页。原料原料(yunlio):以纯碱以纯碱 、石灰石和石英、石灰石和石英(

6、Na2CO3)经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。 （SiO2）第12页/共44页第十三页，共45页。Na2CO3+SiO2 = Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2主要主要(zhyo)成分：成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2有关反应有关反应(fnyng)(fnyng)化学方程式：化学方程式：高温高温(gow(gown)n)高温高温第13页/共44页第十四页，共45页。 SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用什么用橡胶塞而不用(byng)玻

7、璃玻璃塞？（提示：玻璃中含有塞？（提示：玻璃中含有SiO2）第14页/共44页第十五页，共45页。（此反应（此反应(fnyng)(fnyng)常用于刻蚀玻璃）常用于刻蚀玻璃）实验室为什么不用实验室为什么不用(byng)(byng)玻璃瓶盛装氢氟玻璃瓶盛装氢氟酸？酸？（4）氧化性氧化性SiO2+2C=Si+2CO高温高温（HF是唯一是唯一 能跟其反应的酸）能跟其反应的酸）第15页/共44页第十六页，共45页。二、硅酸二、硅酸(u sun)(u sun)（H2SiO3H2SiO3）及原硅酸）及原硅酸(u (u sun)sun)（H4SiO4H4SiO4） 1、区别、区别(qbi)原硅酸：白色胶状，

8、在空气中失去原硅酸：白色胶状，在空气中失去(shq)水生成硅酸水生成硅酸硅硅 酸酸 ：白色固体：白色固体硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸是不是所有的酸都溶于水？是不是所有的酸都溶于水？H4SiO4=H2SiO3+H2O (易易)第16页/共44页第十七页，共45页。 滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液由滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液由红色变浅至无色，同时红色变浅至无色，同时(tngsh)(tngsh)有白色胶状物质产生。有白色胶状物质产生。 a a、Na2SiO3Na2SiO3溶液呈碱性；溶液呈碱性；b b、可溶性硅酸盐与盐酸反、可溶性硅酸盐

9、与盐酸反应生成应生成(shn chn)(shn chn)不溶于水的白色胶状沉淀硅酸。不溶于水的白色胶状沉淀硅酸。2 2、硅酸、硅酸(u sun)(u sun)的制的制备备第17页/共44页第十八页，共45页。思考：二氧化硅不溶于水，不跟水反应思考：二氧化硅不溶于水，不跟水反应(fnyng)，如何制备如何制备H2SiO3第18页/共44页第十九页，共45页。 Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3（胶体（胶体(jio t)）思考思考: :分析以上制取原理分析以上制取原理(yunl)(yunl)，若将，若将CO2CO2通入通入 Na2SiO3 Na2SiO3溶液中有何溶液中

10、有何现象现象? ? ( (温馨提示温馨提示: : 碳酸的酸性强于硅酸的酸性碳酸的酸性强于硅酸的酸性) ) ( (较强酸较强酸(qin sun)(qin sun)制较弱制较弱酸酸) )第19页/共44页第二十页，共45页。 已知硅酸酸性比碳酸弱已知硅酸酸性比碳酸弱, CO2通入到饱和通入到饱和Na2SiO3溶溶液液(rngy)中反应方程式。中反应方程式。Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 +Na2CO3Na2SiO3+2H2O+2CO2=H2SiO3 +2NaHCO3因为硅酸的酸性因为硅酸的酸性(sun xn)比碳酸的酸性比碳酸的酸性(sun xn)弱，不能使指示剂弱，不能使指示剂显色

11、（紫色石蕊不变色）显色（紫色石蕊不变色）是否可以用二氧化硅与水反应是否可以用二氧化硅与水反应(fnyng)制备制备硅酸呢硅酸呢?第20页/共44页第二十一页，共45页。 生成的硅酸逐渐生成的硅酸逐渐(zhjin)(zhjin)聚合而形成硅酸溶聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为干胶，称为“硅胶硅胶”。常常。常常用做干燥剂。也可用做催化用做干燥剂。也可用做催化剂的载体。剂的载体。3 3、用途、用途(yngt)(yngt)第21页/共44页第二十二页，共45页。2 2、结构复杂，一般、结构复杂，一般(ybn)(ybn)不溶于水，化学性质很稳定不溶于水，化学性质

12、很稳定3 3、最简单的硅酸盐：硅酸钠（、最简单的硅酸盐：硅酸钠（Na2SiO3) Na2SiO3) 其水溶液俗称水玻璃，是制备其水溶液俗称水玻璃，是制备(zhbi)(zhbi)硅胶和木材防火剂硅胶和木材防火剂等的原等的原 料。还可以作为矿物胶。料。还可以作为矿物胶。1 1、硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成、硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成(z chn)(z chn)的化合物的的化合物的总称。总称。第22页/共44页第二十三页，共45页。 放入蒸馏水放入蒸馏水 放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结论结论当水分当水分(shufn)蒸发蒸发后燃烧后燃烧当水分蒸发当水分蒸发(zhngf)后不后

13、不易燃烧易燃烧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（制备木材防火剂的原料）（制备木材防火剂的原料）硅酸盐的丰富性和多样性（阅读课本）硅酸盐的丰富性和多样性（阅读课本）科学视野第23页/共44页第二十四页，共45页。(Na2CO3)（SiO2）Na2CO3+SiO2 = Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2主要主要(zhyo)成分：成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （Na2OCaO6SiO2）4 4、硅酸盐工业、硅酸盐工业有关反应化学方程式：有关反应化学方程式：高温高温高温高温第24页/共44页第二十五页，共45页。 经研磨

14、、混合后在水经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，研成细粉就得适量石膏，研成细粉就得到水泥。到水泥。 石膏的作用是调节石膏的作用是调节(tioji)(tioji)水泥硬化速度水泥硬化速度。第25页/共44页第二十六页，共45页。第26页/共44页第二十七页，共45页。人面人面(rn min)鱼纹彩陶盆鱼纹彩陶盆第27页/共44页第二十八页，共45页。（2 2）、硅）、硅 钢钢（铁合金）导磁性（铁合金）导磁性(cxng)(cxng)良良好，好，用作变压器铁芯。用作变压器铁芯。第28页/共44页第二十九页，共45页。 分子筛分子筛( (最好最好(zu ho)(zu

15、 ho)的既耐高的既耐高温又耐温又耐 低温的橡胶低温的橡胶) )第29页/共44页第三十页，共45页。例如例如(lr)：Na2SiO3 :Al2(Si2O5)(OH)4 ：Ca(Al2Si3O10)3H2O ：5 5、硅酸盐组成的表示：、硅酸盐组成的表示： 硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅化硅(r yng hu gu)(r yng hu gu)和金属氧化物的组合形式表示。和金属氧化物的组合形式表示。CaOAl2O33SiO23H2O（活泼（活泼(hu po)(hu po)金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼(hu po)(hu po)

16、金属氧化物金属氧化物二氧化硅水）二氧化硅水）Na2OSiO2Al2O32SiO22H2O第30页/共44页第三十一页，共45页。五五. . 硅单质硅单质( (晶体硅是良好晶体硅是良好(lingho)(lingho)的半导体材料的半导体材料) )第31页/共44页第三十二页，共45页。1 1、硅的存在、硅的存在(cnzi)(cnzi)和状态：和状态：(1)(1)在自然界中硅元素只有在自然界中硅元素只有(zhyu)(zhyu)化合态，无游离态；化合态，无游离态；(2)(2)与碳相似，单质硅也有晶体硅和无定形硅。与碳相似，单质硅也有晶体硅和无定形硅。2 2、物理性质、物理性质(wl (wl xngz

17、h)xngzh)：单质硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，单质硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体， 熔沸点较高。熔沸点较高。第32页/共44页第三十三页，共45页。3 3、化学性质、化学性质(huxu (huxu xngzh)xngzh)：在常温下在常温下, ,硅化学性质不活泼硅化学性质不活泼, ,除氟气、氢氟酸和强碱外除氟气、氢氟酸和强碱外, ,硅硅不跟其他物质不跟其他物质, ,如氧气、氯气、硫酸、硝酸如氧气、氯气、硫酸、硝酸(xio sun)(xio sun)等起等起反应。反应。第33页/共44页第三十四页，共45页。常温下：常温下：( (知识知识(zh shi)(zh shi)介绍）

18、介绍）Si+2FSi+2F2 2=SiF=SiF4 4Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4 +2H+2H2 2Si+ 2KOH + HSi+ 2KOH + H2 2O = KO = K2 2SiOSiO3 3 + 2H+ 2H2 2第34页/共44页第三十五页，共45页。SiO2+2C=Si+2CO高温高温(gown)粗硅提纯粗硅提纯(tchn)(tchn)：Si+2Cl2= SiCl4高温高温(gown)SiCl4+2H2= Si+4HCl高温高温4 4、工业制粗硅、工业制粗硅：第35页/共44页第三十六页，共45页。5 5、硅的用途、硅的用途(yngt)(yngt)第36页/共4

19、4页第三十七页，共45页。SiF4SiO2Na2SiO3H2SiO3CaSiO3Si第37页/共44页第三十八页，共45页。BB第38页/共44页第三十九页，共45页。3、下列、下列(xili)试剂不能贮存在磨砂玻璃塞的试剂瓶里试剂不能贮存在磨砂玻璃塞的试剂瓶里的的是（是（ ）A.HNO3溶液溶液 B.KOH溶液溶液 C.盐酸盐酸 D.NaCl溶液溶液4.下列物质的变化，不能通过一步化学反应下列物质的变化，不能通过一步化学反应(huxu fnyng)完成的完成的是（是（ ）A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO3D B第39页/共44

20、页第四十页，共45页。6要除去要除去SiO2中混有的少量中混有的少量(sholing)CaO杂质，最适杂质，最适宜的试剂宜的试剂是是 ( ) A.纯碱溶液纯碱溶液 B. 盐酸盐酸 C.硫酸硫酸 D.苛性钠溶液苛性钠溶液B5. 将过量的将过量的CO2分别通入：分别通入： CaCl2溶液；溶液； Na2SiO3溶液；溶液； Ca(OH)2溶液；溶液； 饱和饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀溶液。最终溶液中有白色沉淀(chndin)析出的析出的是是 ( )A B C DB第40页/共44页第四十一页，共45页。7 7下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是( )( )A ASiO2 +2C=Si+2COSiO2 +2C=Si+2COB BSiO2 +2NaOH=Na2SiO3+H2OS