高一化学硅课件.ppt

1、第四章 非金属及其化合物,第一节 无机非金属材料的主角硅,1.了解SiO2、H2SiO3的主要性质。 2.了解硅、硅酸盐的主要性质。 3.了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。 4.了解晶体硅的重要用途。,硅在地壳中的含量仅次于 ，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上；硅原子最外层有 个电子，主要形成 价的化合物。,基础知识梳理,氧,4,4,一、二氧化硅 1存在 存在形态有 形和 形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。 2物理性质,无定,结晶,3.化学性质,4用途 (1)沙子是基本的建筑材料。 (2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。 (3) 和

2、玛瑙制作饰物和工艺品。,石英,保存NaOH溶液时能使用玻璃塞吗？为什么？ 【思考提示】不能。因NaOH会与玻璃的主要成分SiO2反应，生成的Na2SiO3溶液会使瓶塞与瓶壁粘连在一起。,思考,二、硅酸 1硅酸的性质 (1)弱酸性 向Na2SiO3溶液中通入CO2，反应的化学方程式为Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。 结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性 。 (2)不稳定性,弱,2硅酸的制备 可溶的硅酸盐与较强的酸反应可制得硅酸，Na2SiO3与盐酸反应的化学方程式为Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl。 3硅酸的存在及用途 (1)浓度小时：形成硅酸溶胶； (2)

3、浓度大时：形成 。 (3)硅胶 硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶称为“ ”，具有强的 ，常用作干燥剂或催化剂的载体。,硅胶,吸水性,硅酸凝胶,三、硅酸盐 1概念：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。 2硅酸盐的性质 硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很 。,稳定,3硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。 例如：Na2SiO3： ； 长石KAlSi3O8： ； 4最常见的硅酸盐Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称 ，能制备硅胶和木材防火剂。,水玻璃,Na2OSiO2,K2OAl2O36SiO2,5三种常见的硅酸盐产品,6.其他含硅

4、的物质,金刚石,低温,高温,四、硅单质 1种类：单质硅有 和 两类。 2结构：晶体硅的结构与金刚石相似。 3性质 (1)物理性质：,晶体,无定形,(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与 、 发生反应。 4用途 (1)半导体材料，如硅芯片等。 (2)新型能源，如光电池等。,氢氟酸,强碱,课堂互动讲练,虽然SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，但SiO2却不属于两性氧化物而属于酸性氧化物。,下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是() ACO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐 BCO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸 CCO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物 DCO2和Si

5、O2都是由相应的分子组成的,【解析】虽然SiO2是H2SiO3的酸酐，但CO2可溶于水生成H2CO3，SiO2却不能溶于水生成H2SiO3，B错误；SiO2与CO2都是酸酐，都是酸性氧化物，A正确，C错误；CO2是由CO2分子构成的，而SiO2则是由硅原子和氧原子构成的，SiO2中不存在分子，D错误。 【答案】A,1下列关于二氧化硅的说法中正确的是() A二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成 B在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围结合4个氧原子 C二氧化硅可用来制作干燥剂 D二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸,解析：选B。SiO2晶体中不存在单个分子，其结构中每个硅原子周围结合4个氧原子，每

6、个氧原子周围结合2个硅原子，所以硅原子与氧原子的个数比为12，化学式写作SiO2，故A错误，B正确；硅酸在一定条件下制得硅胶，硅胶可用作干燥剂，C错误。SiO2是酸性氧化物，但常温下可与氢氟酸反应，D错误。,1硅酸 二氧化硅对应的水化物是硅酸。 (1)性质 硅酸为白色固体，难溶于水。 酸性极弱，比碳酸还弱，不能使指示剂发生变色，只能与强碱反应，例如： H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O 硅酸不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为：,(2)制备 由于二氧化硅不能与水化合，所以制备硅酸时只能使用间接的方法，如向Na2SiO3溶液中滴加盐酸或通入CO2气体等，利用的原理都是：强酸弱酸盐弱

7、酸强酸盐。如：CO2Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3,2碳酸 二氧化碳对应的水化物是碳酸(H2CO3)，碳酸的酸性很弱(但比H2SiO3强)，且很不稳定。 H2CO3=H2OCO2 因此，有关碳酸的化学反应通常用二氧化碳和水来代替。,为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：,(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为_。 (2)装置B所盛的试剂是_ _， 其作用是_ _。 (3)装置C所盛试剂是_ _， C中反应的离子方程式是_ _。 (4)由此得到的结论是：酸性：_。,【思

8、路点拨】解答本题要注意以下两点： (1)酸性强弱关系比较可利用“强酸弱酸盐弱酸强酸盐”。 (2)可先制备CO2，再制备H2SiO3，由此选择合适的药品。,【解析】根据强酸弱酸盐弱酸强酸盐分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放Na2CO3，根据Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2可以知道酸性HCl强于H2CO3，然后将生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反应为Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，由此判断酸性H2CO3H2SiO3，但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故通入Na2SiO3溶液前需将HCl吸收，但不能吸收CO2，故可选用饱和NaHCO3溶液。,【答案】

9、(1)盐酸(2)饱和NaHCO3溶液吸收HCl气体(3)Na2SiO3溶液SiO32CO2H2O=H2SiO3CO32(4)HClH2CO3H2SiO3,2下列离子方程式书写不正确的是() A往NaOH溶液中通入少量CO2： CO2OH=HCO3 BH2SiO3与NaOH溶液混合： 2OHH2SiO3=2H2OSiO32 C石英砂与烧碱反应制水玻璃： SiO22OH=SiO32H2O D往水玻璃中通入二氧化碳： Na2SiO3H2OCO2=H2SiO32NaCO32,解析：选AD。A项中通入少量CO2，应生成Na2CO3，而不是NaHCO3，故错误。B项中H2SiO3是难溶性酸，在离子方程式中

10、应写化学式，正确。C、D中Na2SiO3为钠盐，溶于水，写离子形式，所以C项正确，D项错误。,1硅的化学性质 常温下，硅的化学性质不活泼。加热时可与一些非金属及其他物质反应。 (1)常温下，除能与氟气、氢氟酸和强碱反应外，硅不与氧气、氯气、硫酸、硝酸、盐酸等其他物质发生反应。 与氟气反应：Si2F2=SiF4； 与氢氟酸反应：Si4HF=SiF42H2； 与NaOH溶液反应： Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。,(2)加热时，硅能与氧气、氯气等反应，也能与碳反应。,2硅的制备 硅单质是由其氧化物制得的，主要分为两个阶段：,1Si是能与NaOH溶液反应放出H2的非金属单质，Al是能与N

11、aOH溶液反应放出H2的金属单质，推断题中常以此点作为突破口。,(2008年高考广东卷改编题)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题： (1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：,写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式_ _。 整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式_ _；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_ _。,(2)下列有关硅材料的说法正确的是_(填字母)。 A碳化硅化学性质稳定，可用于生产砂纸、

12、砂轮等 B氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承 C高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维 D普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 E盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅,【思路点拨】解答本题要注意以下三点： (1)注意化学反应发生的条件。 (2)分析题目所给信息：无水无氧。 (3)根据性质分析用途。,SiHCl3与H2O反应生成H2SiO3、HCl和H2；用H2还原SiHCl3过程中若混入O2，则高温下H2与O2反应发生爆炸。,(2)A项，碳化硅硬度很大，可用于生产砂纸、砂轮等，B项，氮化硅熔点高，硬度大，可用于制作高温陶瓷或轴承。,SiHCl33H

13、2O=H2SiO33HClH2 高温下H2与O2混合发生爆炸(2)ABC,3下列关于硅的说法不正确的是() A硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应 D当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应,解析：选C。常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液等反应；加热和高温条件下，硅能与氧气、氢气起反应。,硅酸盐由于组成比较复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为： 1氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。 2氧化物之间以“”隔开。 3氧化

14、物前的化学计量数配置原则：各元素原子总个数比符合原来的组成。,4化学计量数配置出现分数时应化为整数。,由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为了简化对硅酸盐组成的表示方法，采用了氧化物法，实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的，而是以种种结构复杂的盐的形式存在的。,用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是() A钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O，表示为 Al2O3CaO3SiO23H2O,C钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为 K2O2H2O3Al2O36SiO2 D石棉CaMg3Si4O12，表示为CaO3MgO4SiO2,【答案】D,4钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土Al2Si2O5(OH)4时反应的离子方程式为： 2KAlSi3O82H2CO35H2O=2K2HCO34H2SiO3Al2Si2O5(OH)4 (1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式： KAlSi3O8_； Al2Si2O5(OH)4_。 (2)上述反应能够发生的原因是_ _。,解析：(1)将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，只需将除O以外所有的元素写成其常见氧化物，并用“”将它们合起