2019_2020学年高中化学4.1无机非金属材料的主角——硅（2课时）课件新人教版必修1.pptx

1、,4 非金属及其化合物,4.1 无机非金属材料的主角硅 （第1课时）,【学习目标】,【重点难点】,1、了解硅的重要化合物的主要性质，认识硅及其化合 物的主要用途。 2、联系生产生活实际，培养学生对知识的迁移能力。,重点：二氧化硅的性质 难点：硅酸盐的丰富性和多样性。,科学视野,美国的硅谷“斯坦福科研工业区”是美国电子和计算机工业中心，位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长公里，宽公里的长条形地带上。由于它集中了全世界0以上的著名半导体公司，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。,硅谷 silicon valley,4 非金属及其化合物,4.1

2、无机非金属材料的主角硅,科学视野,科学视野,锦绣中华,科学视野,科学视野,在地壳中硅的含量为26.3%，仅次于氧。硅的氧化物及硅酸盐够成了地壳大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要角色。,Si,最外层电子数是4，碳也是。,思考2：碳、硅原子主要显几价？,正四价（+4价）, 碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。, 因此硅元素在自然界都是与氧的化合物的形态存在。,思考1：硅原子最外层电子数是多少？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？,思考3：比较碳、硅亲合氧的能力。,思考交流,12,结晶形,无定形,硅石,思考交流,思考交流,晶体二氧

3、化硅,无定形二氧化硅,晶,思考交流,其性质主要与结构有关：正四面体空间网状结构,SiO2的结构,正四面体 空间网状结构 硅氧原子比例：1 : 2 没有SiO2 分子存在， 只存在硅氧原子,思考交流,二氧化硅的用途,由于SiO2具有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然 界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。,光学纤维胃镜,用光导纤维做手术，不用开刀。,二氧化硅的用途,交流研讨,交流研讨,二氧化硅的用途,交流研讨,透过图片思考: 二氧化硅具有哪些物理性质? 化学稳定性如何? 你的根据是什么? SiO2的这些性质是由什么决定的？,不溶于水，熔沸点比较高，硬度比较大。,1. 物理性质：,思考

4、交流,思考：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？,明确：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。,实验探究,实验探究, 不能与水反应,SiO2 + 2NaOH =Na2SiO3 + H2O,高温, 酸性氧化物,2.化学性质,实验探究,2.化学性质,特性：（与氢氟酸反应）,（用于雕刻玻璃）,（用于工业制粗硅，这就是“从沙滩到用户”）,高温,弱氧化性,随堂练习,二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较,CO2+H2O=H2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,CO2+CaO=

5、CaCO3,不反应,SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,固 态,熔沸点低,气 态,熔沸点高、硬度大,SiO2 4HF=SiF4 2H2O,人工降雨，灭火等,装饰、石英坩埚、光纤等,高温,探究实验4-1,二、硅酸,实验探究,SiO32- + 2H+ = H2SiO3,Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3,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; d.静置则形成硅酸沉淀。,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。,实验探究,实验探究,问题1：

6、怎样以石英(SiO2)为主要原料制取硅酸？,硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。,问题2：,可溶性硅酸盐与CO2反应生成不溶于水的硅酸,Na2SiO3 + CO2+H2O = Na2CO3 + H2SiO3,生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用做干燥剂。,用途,本节课学习了哪些知识和学习方法？,通过本节课的学习你有哪些收获或感想？,小结,不溶于水、极弱酸(酸性比碳酸还弱）,制法：,SiO32- + 2H+= H2SiO3,SiO32- + H2O +CO2 =H2SiO3+ CO32-,H2SiO3+2N

7、aOH=Na2SiO3+H2O,性质：,一、SiO2,结构特点 物理性质 化学性质 用 途, ,二、H2SiO3,物理性质 化学性质 用 途 实验室制法,小结,4.1 无机非金属材料的主角硅 （第2课时硅酸盐和硅单质）,1、初步了解硅酸盐的重要用途及组成。 2、掌握硅的物理性质和重要用途。 3、掌握硅酸钠的化学性质。,【学习目标】,【重点难点】,硅酸盐的重要用途及组成,硅的物理性质和重要用途，硅酸钠的化学性质。,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固态物质，大多数不溶于水，化学性质稳定。,1、硅酸盐,常见硅酸盐矿物,思考:看书学习如何将硅酸盐用氧化物的形式表示？,硅

8、酸盐结构复杂、种类繁多，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。例如：,Na2SiO3 : Na2O SiO2 CaSiO3 : Ca2O SiO2,要领：各元素写成相应的氧化物， 化合价不变，元素守恒 格式：金属氧化物、二氧化硅、水 (各氧化物前系数为最简整数比) 顺序：金属按活动顺序表,硅酸盐的盐氧化物法书写规律,用氧化物形式表示下列硅酸盐： 1.蛇纹石：H4Mg3Si2O9 2.钙长石：CaAl2SiO6 3.石棉：CaMg3Si4O12 4.长石：KAlSi3O8 5.普通玻璃：CaNa2Si6O14,1.3MgO2SiO22H2O 2.CaOAl2O3SiO2 3.CaO3MgO

9、4SiO2 4.K2OAl2O36SiO2 5.CaONa2O6SiO2,三、硅酸盐,硅酸盐的结构很复杂，一般都不溶于水。,1. 硅酸钠（Na2SiO3）溶于水，其水溶液俗称为水玻璃，可制备硅胶、木材防火剂等。,实验探究2 取两条一样的干燥布条，分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干后，分别放置在酒精灯外焰处。观察现象。,思考交流,燃烧,无明火，不燃烧,Na2SiO3不易燃烧，可作防火剂,无机非金属材料,硅酸盐产品,陶瓷,水泥,玻璃,3. 硅酸盐产品,交流研讨,硅酸盐产品简介,科学视野,几种特种玻璃,景德镇传统名瓷之一的粉彩瓷,享有盛誉的中国古代陶瓷,科学视野,传统无

10、机非金属材料：,陶瓷、玻璃、水泥,新型无机非金属材料：,新型陶瓷,透明陶瓷、超导陶瓷等,高温结构陶瓷、压电陶瓷,科学视野,高压钠灯,透明氧化铝陶瓷,科学视野,生 物 陶 瓷 应 用,科学视野,用高温结构陶瓷做的发动机叶片,科学视野,4、硅单质,（1） 存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。,（2） 物理性质：晶体硅的结构类似于金刚石， 熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。,(3)化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼,导电性介于导体和绝缘体之间。,交流研讨,(4)用途,硅太阳能电池,晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料。,交流研讨,小结,硅酸盐 1.表示方法：盐化学式法 盐氧化物法 2.硅酸钠 硅酸钠