高一化学必修1硅和二氧化硅课件（凤山书屋）

1、无机非金属材料的主角- 硅硅和二氧化硅 1向阳书屋u硅谷:思考: 提及到“硅”,你能联想到哪些? 美国新兴的高技术产业开发区,电子技术研究中心,计算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端.半导体: 单晶硅是半导体器材的核心材料,硅半导体是集成电路的主要材料,估计在21世纪,硅仍然会占半导体材料的95%以上.2向阳书屋u1、你知道硅元素在地壳中排名第几吗？在自然界主要以什么形态存在？ 以化合态的形式存在，硅的氧化物及其硅酸盐构成了地壳的绝大部分（岩石、沙子和土壤），占地壳质量的90%以上， “统治了地壳”3向阳书屋u2、请同学们找出硅在元素周期表的位置？ 硅位于金属与非金属的过度位置

2、。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4向阳书屋u（1）硅的原子结构硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物.3、请同学们写出硅和碳的核外电子排布？+142 8 4Si2 4+6C2、碳是构成有机物的主要元素硅是构成岩石和许多矿物的基本元素5向阳书屋u 远古时期，人类就懂得怎样应用硅的氧化物和硅酸盐来做玻璃、陶瓷等。但是硅的单质直到18世纪上半叶才被化学家制备出来。为什么硅单质这么晚才出现在人类生活？硅单质的问世 硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧化合的。所以在氧化氛围的地球上，硅以熔点高的氧化物和硅酸盐的形式存在。6向阳书屋u硅单质的制备 硅单质

3、的制备主要原材料二氧化硅（水晶、石英以及沙石的主要成分）。7向阳书屋u硅单质的制备粗硅的制取： SiO2 + 2C = Si + 2CO高温电炉粗硅制纯硅：（常用方法） Si + 2Cl2 = SiCl4SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl高温8向阳书屋u硅单质存在形态晶体无定形物理性质 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、沸点都很高，硬度大的固体。 导电性介于导体和绝缘体之间 常温下硅单质的化学性质不活泼9向阳书屋u 制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。 半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命.（4）硅的用途10向

4、阳书屋u计算机芯片 硅的用途信息技术材料11向阳书屋u硅太阳能电池单晶硅电池组硅的用途新型能源12向阳书屋u太阳能汽车13向阳书屋u天然SiO2结晶形无定形硅藻土石英水晶玛瑙二、二氧化硅（硅是亲氧元素）（1）SiO2存在 14向阳书屋u15向阳书屋u返回玛瑙16向阳书屋u正四面体（2）晶体结构17向阳书屋u结构决定性质金刚石硅晶体18向阳书屋u SiO2四面体立体网状结构的晶体物理性质：化学性质：猜测性质 硬度大，熔点高的固体不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明稳定性好，不活泼19向阳书屋uSiO2主要用途色态熔点沸点硬度用途、物理性质比较无色透明晶体或白色粉末 高（1723） 高（2230）

5、 大 制备光纤、石英钟表、光学仪器、普通玻璃、装饰品等20向阳书屋u (1)装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞不能用磨砂玻璃塞。为什么?SiO2+2NaOH = Na2SiO3 +H2O想一想 因为NaOH溶液会跟磨砂玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸钠会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。 (2)用氢氟酸来雕刻玻璃，不能用玻璃仪器盛装氢氟酸。为什么?21向阳书屋u在玻璃表面涂上一层石蜡22向阳书屋u在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸23向阳书屋u洗掉酸并去掉石蜡24向阳书屋u (2)用氢氟酸来雕刻玻璃，不能用玻璃仪器盛装氢氟酸。为什么?SiO2+4HF =SiF4+2H2O 因为氢氟酸会跟玻璃中

6、的SiO2反应，生成四氟化硅。25向阳书屋u比较项目二氧化碳CO2二氧化硅SiO2物质分类与碱性氧化物反应与碱反应与水反应与酸反应高温SiO2+CaO = CaSiO3高温CO2+CaO = CaCO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+H2O=H2CO3不反应只与HF反应SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O酸性氧化物酸性氧化物（3）化学性质比较不反应26向阳书屋u二氧化硅化学性质1、化学稳定性：稳定性好，除氢氟酸外一般不与其它酸反应。2、属酸性氧化物，可与强碱反应、碱性氧化物反应。27向阳书屋u光学纤维胃镜（4）二氧化硅的用

7、途28向阳书屋u一、硅酸(H2SiO3) H2SiO3是SiO2的对应水化物（ SiO2 是H2SiO3的酸酐）。它不溶于水，是一种白色粉末状的固体。 思考：二氧化硅难溶于水，那么，如何制得硅酸呢？29向阳书屋u 实验探究：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸现 象结 论方程式Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 (胶体)+2NaCl滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生 a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶。1. H2SiO3的制法30向阳书屋u知识拓展： 把

8、稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，会有什么现象？现 象结 论方程式滴入硫酸有硅酸凝胶产生硅酸难溶于水Na2SiO3+H2SO4 = H2SiO3 (胶体) +Na2SO431向阳书屋u活动探究： 已知硅酸是一种弱酸，请利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一个简单实验，探索对比硅酸和碳酸的酸性强弱。32向阳书屋u方法一:方法二: 把CO2通入Na2SiO3溶液中， 观察发生的现象33向阳书屋u小结：2. 硅酸的性质(1) 硅酸是一种弱酸，酸性比H2CO3弱，不能使指示剂变色。Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3SiO32- + 2H+ = H2SiO3Na2SiO3 +

9、 H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3不溶、不稳定、弱酸34向阳书屋u（2）酸性太弱，只能与强碱发生中和反应 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O（3）不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解 H2SiO3 = H2O + SiO235向阳书屋u CO2通入下例各溶液中，不可能产生沉淀的是（ ）A、氯化钙溶液 B、石灰水C、饱和碳酸钠溶液D、硅酸钠溶液A讨论:36向阳书屋u3.硅酸与硅胶阅读P76硅胶 是H2SiO3浓溶液硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶变色硅胶,是将硅酸凝胶用

10、CoCl2溶液浸泡，然后经干燥活化后制得的。(吸水前为淡蓝色,吸水后为粉红色)37向阳书屋u硅胶干燥剂硅胶常用作食品、药品的干燥剂，也常用作催化剂的载体38向阳书屋u 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。硅酸盐是一类结构复杂的物质，一般不溶于水，化学性质很稳定。1、硅酸钠（Na2SiO3）二、硅酸盐39向阳书屋u物理性质：白色晶体，能溶于水，是少数可溶性硅酸盐之一, 它的水溶液俗称水玻璃、泡花碱。Na2SiO3有何化学特性？40向阳书屋u步骤放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论实验4-2着火不着火木材、纸张等易燃物品，用饱和Na2SiO3溶液浸泡后不易着火。41向阳书屋u硅酸钠的特性及用途：水玻璃是无色粘稠液体，是一种矿物胶。1.它可以用于制备硅胶;2.建筑工业上可用作粘合剂;3.用作耐火材料。42向阳书屋u思考：三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸Mg2Si3O8nH2O改写成氧化物的形式为： ，它中和胃酸（HCl）的方程式： 。2MgO3SiO2nH2O2MgO3SiO2nH2O + 4HCl = 2MgCl2 + 2H2O +3SiO2 + nH2O阅读P77