公开课--《无机非金属材料的主角—硅》.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,非金属及其化合物,第一节,无机非金属材料的主角,_,硅,硅元素(silicon)在地壳中的含量,硅的氧化物及硅酸盐,构成了,地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的,90%,以上。,二氧化硅,10928,约180,Si,O,SiO,2,是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定,二氧化硅（SiO,2,),讨论：阅读课本P63页试画出由硅石开始分类的树状分布图。,硅石,结晶形（石英）,无定形（硅藻土）,水晶,玛瑙,一、二氧化硅(silicon dioxide),水晶,玛瑙,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?,SiO,2,的这些性质是由什么决定的？,坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。,1.物理性质：,一、二氧化硅(silicon dioxide),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SiO,2,与NaOH溶液反应生成粘稠的Na,2,SiO,3,，使瓶塞和瓶口粘在一起,2.化学性质,不能与水反应,SiO,2,+CaO =CaSiO,3,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,高温,是酸性氧化物,不与酸反应（除氢氟酸以外）,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,在高温下与碳酸盐的反应,SiO,2,+Na,2,CO,3,=CO,2,+Na,2,SiO,3,高温,SiO,2,+CaCO,3,=CO,2,+CaSiO,3,高温,你知道吗？,玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？,2.化学性质,弱氧化性,SiO,2,+2C=Si +2CO,高温,工业上用此反应制备粗硅，这就是“从沙滩到用户”！,2.化学性质,石 英 制 品,水 晶 制 品,二、硅酸(H,2,SiO,3,),实验1:,向饱和Na,2,SiO,3,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，滴入盐酸有有白色胶状沉淀产生,Na,2,SiO,3,呈碱性，硅酸难溶于水,探究1：,怎样由石英(SiO,2,)制取硅酸？,Na,2,SiO,3,+2HCl+H,2,O=2NaCl+H,4,SiO,4,H,4,SiO,4,=H,2,SiO,3,+H,2,O(易),H,2,SiO,3,=H,2,O+SiO,2,加热,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。,实验探究2：,实验2：,将CO,2,通入Na,2,SiO,3,溶液中,现象：,透明的硅酸凝胶生成,方程式：,Na,2,SiO,3,+H,2,O+CO,2,=H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,你的结论：,硅酸是一种很弱的酸，,酸性比碳酸还弱,硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。,用途：,硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。,课堂练习,下列说法正确的是（）,A.SiO,2,是酸性氧化物，所以可以和碱反应，,不和任何酸反应。,B.CO,2,通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸,C.SiO,2,对应的酸有不同的组成,D.SiO,2,跟水反应可得硅酸,BC,试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含有石灰石、石英,有关反应的离子方程式为,.,取少量的样品研细,试管中与过量的盐酸反应,若产生气体,说明样品中有石灰石,若仍有不溶物,说明样品中有石英,CaCO,3,+2H,+,=Ca,2+,+CO,2,+H,2,O,课堂练习,二、硅酸盐,硅酸盐的结构很复杂，一般都不溶于水。,最简单的硅酸盐是硅酸钠,（Na,2,SiO,3,）,，其水溶液 俗称为水玻璃，可用作肥皂填料、木材防火剂等,放入蒸馏水,现象,结论,水份蒸发后燃烧,放入Na,2,SiO,3,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,无机非金属材料,硅酸盐产品,陶瓷,水泥,玻璃,t,硅酸盐产品简介：,产品,主要原料,主要设备,反应,条件,主要反应或主要成分,主要性质,水泥,粘土、石灰石、(石膏)适量,水泥回转窑,高温,硅酸三钙：3CaOSiO,2,硅酸二钙：2CaOSiO,2,铝酸三钙：3CaOAl,2,O,3,水硬性,玻璃,纯 碱,石灰石,石 英,玻璃窑,高温,Na,2,CO,3,+SiO,2,=Na,2,SiO,3,+CO,2,CaCO,3,+SiO,2,=CaSiO,3,+CO,2,成分：Na,2,SiO,3,、CaSiO,3,、SiO,2,练习：,如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐,硅酸钠：,Na,2,SiO,3,石棉：CaMg,3,Si,4,O,12,长石：,KAlSi,3,O,8,普通玻璃：Ca,Na,2,Si,6,O,14,黏土：,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,Na,2,OSiO,2,3MgOCaO4SiO,2,K,2,OAl,2,O,3,6SiO,2,CaONa,2,O6SiO,2,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,传统无机非金属材料：,陶瓷、玻璃、水泥,新型无机非金属材料：,新型陶瓷,高温结构陶瓷、压电陶瓷,透明陶瓷、超导陶瓷等,高压钠灯,透明氧化铝陶瓷,生 物 陶 瓷 应 用,用高温结构陶瓷做的发动机叶片,三、硅单质,1.制法,SiO,2,+2C=Si+2CO,2.物性,结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体,熔点高,硬度大。,3.化性,在常温下化学性质不活泼,高温,Si +O,2,=SiO,2,4.用途,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,硅太阳能电池,电脑的中央处理器（CPU）,A,BD,C,1.下列物质中属于纯净物的是(),A.Na,2,CO,3,10H,2,O B.水泥,C.纯净的盐酸 D.普通玻璃,2.下列叙述正确的是(),A.酸均不能与酸性氧化物反应,B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸,C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同,D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同,3.下列物质有固定熔点的是（）,A.水泥 B.玻璃C.Na,2,OSiO,2,D.水玻璃,课堂练习,再见！,谢谢！,作业：完成教学案,