无机非金属材料的主角硅资料讲解

第一页，共55页。第二页，共55页。第四章非金属及其化合物第三页，共55页。Al-7.73%O-48.60%Si-26.30%地壳中元素质量(zhìliàng)分数第四页，共55页。第一节无机(wújī)非金属材料的主角——硅Si-26.30%第五页，共55页。第六页，共55页。第七页，共55页。长石(chánɡshí)第八页，共55页。第九页，共55页。滑石(huáshí)第十页，共55页。石棉(shímián)第十一页，共55页。高岭土第十二页，共55页。粘土(zhāntǔ)第十三页，共55页。画出硅的原子结构示意图分析：既不易失电子，又不易得电子，主要(zhǔyào)形成四价的化合物。硅元素(yuánsù)与谁的结构(jiégòu)相似？碳第十四页，共55页。硅是一种(yīzhǒnɡ)亲氧元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。一、二氧化硅(èryǎnghuàguī)和硅酸第十五页，共55页。（1）存在(cúnzài)硅石(ɡuīshí)（12%）结晶(jiéjīng)形：石英无定形水晶玛瑙1、二氧化硅第十六页，共55页。石英水晶第十七页，共55页。紫水晶蔷薇石英茶水晶黄水晶第十八页，共55页。玛瑙(mǎnǎo)第十九页，共55页。第二十页，共55页。第二十一页，共55页。第二十二页，共55页。光导纤维光缆第二十三页，共55页。（2）用途(yòngtú)：光导纤维石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、高级工艺品和眼镜片玛瑙：精密仪器轴承、耐磨(naimó)器皿和装饰品光纤视频玛瑙饰品第二十四页，共55页。思考(sīkǎo)与交流P76物理性质(wùlǐxìngzhì):_____________________________化学(huàxué)稳定性:_________________________通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水第二十五页，共55页。思考(sīkǎo)为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质(wùlǐxìngzhì)有这么大的差别？是结构(jiégòu)上的不同第二十六页，共55页。第二十七页，共55页。SiO二氧化硅(èryǎnghuàguī)的晶体结构第二十八页，共55页。设疑:实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛放其它溶液(róngyè)的试剂瓶有何不同？为什么？第二十九页，共55页。交流(jiāoliú)与研讨1.玻璃中含有SiO2，从物质(wùzhì)组成和性质角度来分类，SiO2属于哪类物质(wùzhì)？2.SiO2可能(kěnéng)具有哪些化学性质？第三十页，共55页。性质二氧化碳(CO2)二氧化硅(SiO2)SiO2与CO2化学性质(huàxuéxìngzhì)的比较CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO==CaSiO3高温(gāowēn)————↑酸性(suānxìnɡ)氧化物与碱性氧化物反应与碱反应与水反应与氢氟酸反应第三十一页，共55页。第三十二页，共55页。2.硅酸(ɡuīsuān)()硅酸(ɡuīsuān)是一种白色粉末状的固体，它不溶于水；是一种弱酸，不能使指示剂变色。H2SiO3第三十三页，共55页。硅酸凝胶经干燥脱水(tuōshuǐ)后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。第三十四页，共55页。思考(sīkǎo)二氧化硅(èryǎnghuàguī)难溶于水，又不与水反应，那么，如何制得硅酸呢？第三十五页，共55页。实验4-1：向饱和(bǎohé)Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸现象结论方程式①滴入酚酞(fēntài)溶液呈红色①Na2SiO3溶液(róngyè)呈碱性Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl实验探究：②滴入盐酸有凝胶产生②硅酸难溶于水第三十六页，共55页。知识(zhīshi)拓展：把稀硫酸加入(jiārù)到Na2SiO3溶液中，会有什么现象？现象结论方程式滴入硫酸(liúsuān)有凝胶产生硅酸难溶于水Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3+Na2SO4第三十七页，共55页。活动(huódòng)与探究：硅酸是一种(yīzhǒnɡ)比碳酸还要弱的酸。请利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，并完成一份实验报告。第三十八页，共55页。第三十九页，共55页。CO2通入下列(xiàliè)各溶液中，无明显现象发生的是（）A、氯化钙溶液B、澄清石灰水C、硅酸钠溶液A合作(hézuò)讨论：第四十页，共55页。试剂二氧化硅(èryǎnghuàguī)氢氧化钠溶液氢氟酸浓硫酸试剂瓶细口瓶，磨口塞广口瓶细口塑料瓶细口瓶，橡皮塞练习1、实验室有几种(jǐzhǒnɡ)试剂，根据它们各自的性质，选择适当的试剂瓶盛放。请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。第四十一页，共55页。2、下列说法正确的是（）A．SiO2溶于水显酸性B．CO2通入水玻璃(硅酸钠的水溶液）可得硅酸C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D．SiO2晶体中不存在(cúnzài)单个SiO2分子BD第四十二页，共55页。3、玻璃的主要(zhǔyào)成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是()A、烧碱B、纯碱C、氢氟酸D、盐酸C第四十三页，共55页。硅酸钠水溶液叫水玻璃。用蒸馏水浸过用Na2SiO3饱和溶液浸过现象结论用途(yòngtú)：【实验(shíyàn)4－2】水份(shuǐfèn)蒸发后燃烧不易燃烧用水玻璃浸过的物品可以防火肥皂填料、黏胶剂、阻燃剂二、硅酸盐第四十四页，共55页。硅酸盐的一般特点：☆一般不溶于水（除Na、K盐外）化学稳定性高。☆种类繁多、结构复杂、构成(gòuchéng)地壳的骨架。☆通常用氧化物的形式表示其组成。如Na2SiO3写成Na2O·SiO2第四十五页，共55页。自然界变化：硅酸盐岩石→粘土→土壤胶体→吸收(xīshōu)NH4＋、K＋等营养离子→供生物吸收(xīshōu)。第四十六页，共55页。水泥(shuǐní):以石灰石和黏土为原料硅酸盐产品(chǎnpǐn)第四十七页，共55页。玻璃(bōlí):以纯碱、石灰石和石英为原料

普通玻璃(bōlí):Na2SiO3、CaSiO3普通(pǔtōng)玻璃的制备原理：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑高温(gāowēn)高温第四十八页，共55页。人面鱼纹盆(陶瓷)砖瓦(陶瓷)陶瓷(China)：以粘土(zhāntǔ)原料第四十九页，共55页。金刚砂硅钢硅橡胶生物陶瓷第五十页，共55页。其它(qítā)重要硅化物SiC硅钢(guīgāng)（4％）硅橡胶第五十一页，共55页。三、硅单质(dānzhì)（Si）硅有晶体(jīngtǐ)硅和无定形硅两种单质1.物理性质(wùlǐxìngzhì):①灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体②熔、沸点高、硬度大③晶体硅是良好的半导体2.化学性质:常温下硅的化学性质不活泼Si+O2==SiO2△第五十二页，共55页。3、用途(yòngtú)：集成电路(jíchéng-diànlù)、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。第五十三页，共55页。4、硅的工业(gōngyè)制法

制粗硅：

SiO2+2C=Si+2CO↑高温第五十四页，共55页。SiSiO2与水O2F2氢氟酸与NaOH与CaO不反应(fǎnyìng)不反应(fǎnyìng)SiO2＋4HF＝SiF4↑

＋2H2O不反应(fǎnyì