无机非金属材料的主角硅1 市赛获奖 完整版课件

1、无机非金属材料的主角硅硅元素(silicon)在地壳中的含量通过下列图片你能总结归纳出硅元素在自然界中的存在吗？1.自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。2.自然界硅元素主要存在于:岩石、沙子和土壤3.自然界硅存在的形态 :硅无游离态单质状态只有化合态：常常有硅的氧化物和硅酸盐碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？豪门二杰-碳、硅碳统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。硅统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。 由此可见，硅是一种亲氧元素。在自然界中它总是与氧相互化合，没游离态的硅。硅以化合态存在于自然界，例如：硅的氧化物和硅酸盐等。 在25和101kPa的条件下

2、，由单质生成1mol CO2时放热393.5kJ；而在同样条件下，生成1mol SiO2时放热910.9kJ。放热越多，其生成物通常越稳定，可见SiO2比CO2更容易生成，而且更稳定。资料卡片一、二氧化硅（SiO2）1）存在和俗名：硅石(12%)结晶形：石英无定形水晶玛瑙水晶玛瑙 自然界没有游离态的硅，常见的化合态的硅有二氧化硅和硅酸盐等。工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。粗硅经化学方法提纯后，可得到高纯度的硅。硅石从哪里来的资料卡片高纯硅的工业制法SiO2+2C = 2CO+Si（粗）高温高温Si(粗) + 2Cl2 = SiCl4 注：SiCl4沸点为57.6 高温

3、SiCl4 + 2H2 = 4HCl + Si（纯）二氧化硅的用途与危害用途：制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等；制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品。危害：在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（旧称矽肺）。光学纤维胃镜用光导纤维做手术，不用开刀 二氧化硅的熔点高、硬度大，化学性质也很稳定。水晶制品上的精美图案是怎样雕刻上去的呢？原来氢氟酸是二氧化硅的“克星”。常温下，氢氟酸能与二氧化硅反应，此反应常被用来刻蚀玻璃。二氧化硅也能在常温下与碱溶液反应，但因反应缓慢而不具备实用

4、价值。谁是二氧化硅的“克星”资料卡片坚硬难熔的固体，不溶于水。熔沸点高。2）物理性质:根据材料，请你分析以下问题：SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？SiO2的这些性质是由什么决定的？3）化学性质:SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O很稳定，不活泼氢氟酸是唯一可以与之反应的酸。SiO2+CaO = CaSiO3高温SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2是酸性氧化物，能与碱性氧化物反应生成盐，也能与强碱反应生成盐。实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？ 防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起

5、。SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2O二氧化硅10928约180SiOSiO2 是正四面体的空间网状结构，熔点1723，沸点2230，硬度很大；因此性质很稳定。 科学视野 硅酸是一种弱酸，不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。 硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。思考：二氧化硅难溶于水，那么如何制得硅酸呢？干燥剂二、硅酸(H2SiO3)制取原理：强酸制弱酸阅读课本P76实验4-1 实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸现 象结 论方程式 滴入酚酞溶液呈红色Na2SiO3呈碱性，硅酸难溶于水Na2SiO3+2HCl = H2SiO3

6、 +2NaCl滴入盐酸有硅酸凝胶产生大多不溶于水，化学性质稳定。硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液 俗称水玻璃，可制备硅胶和防火剂。放入蒸馏水现象结论水份蒸发后燃烧放入Na2SiO3溶液水份蒸发后不燃烧水份蒸发后，失去防火作用防火效果好用作防火剂三、硅酸盐氧化物化学式法： 金属氧化物（低价高价）二氧化硅水硅酸盐组成的表示方法滑 石：3MgO4SiO2H2O云 母：K2O3Al2O36SiO22H2O沸 石：Na2OAl2O33SiO22H2O石 棉：3MgOCaO4SiO2高岭石（黏土）：Al2O32SiO22H2O 如：资料卡片 重要的无机非金属材料：（1）传统硅酸盐材料 ：陶瓷、玻璃、水泥

7、（2）新型无机非金属材料：新型陶瓷、光导纤维四、硅( Si )2、物理性质：3、化学性质有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。1、存在形式晶体硅无定形硅你能根据硅的原子结构推测硅单质可能具有的化学性质在高温条件下，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 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2SiO2 SiO2Si4HFSiF42H24、用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料信息技术等材料和人造卫星、登月车、火星探测器等动力设备新能源。硅太阳能电池硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心 学以致用1、分别写出在N

8、a2SiO3溶液中加入稀硫酸、加入醋酸、通入二氧化碳气体所发生化学反应的离子方程式。 2、下列说法正确的是（ ） A、因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸，或者说SiO2不是H2SiO3的酸酐 B、CO2通入水玻璃（Na2SiO3溶液）可以得到原硅酸 C、CO2通入饱和氯化钙溶液中能生成白 色沉淀 D、SiO2的俗名叫水晶3、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ ） A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 氢氧化钠溶液4.有关硅元素的下列叙述中正确的是（ ） A、常温时硅可和强碱溶液反应 B、硅与任何酸都不反应 C、硅是构成矿物岩石的主要原料，其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐 D、硅的性质很稳定，能以游离态存在于自然界5.完成硅元素物质间的转化，自然界中硅主要以二氧化硅的形式存在，请你利用硅、二氧化硅的性质实现下列转化：作业1：请根据你的认识完善 研究物质性质