4.1无机非金属材料的主角硅(共2课时)市公开课一等奖省赛课微课金奖课件.pptx

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,*,第四章第一节无机非金属材料主角,硅,4.1.1,人教版 必修一第四章 非金属及其化合物（,Si Cl S N,）,1/43,经过以下图片你能总结归纳出硅元素在自然界中存在吗？,观察与思考,2/43,1.,自然界硅元素主要存在于,:,岩石、沙子和土壤,2.,地壳中含量,:,排在,第二位,氧后面,.,3.,自然界硅存在形态,:,硅,无,游离态单质状态,只有化合态,：经常有,硅氧化物和硅酸盐,（一）硅元素在自然界中存在和含量,3/43,你能画出碳和硅原子结构示意图，并归纳出硅与碳在元素周期表中位置与结构吗？,(二,),硅位置与结构,C,Si,碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？,思考：,4/43,一、二氧化硅和硅酸,1,、二氧化硅（,SiO,2,）,(1),二氧化硅,存在,结晶形 石英晶体,无定形,硅藻土,水晶,玛瑙,硅石,沙子,5/43,每,1,个,Si,原子周围结合,4,个,O,原子，,Si,在中心,O,在四个顶角.,同时每,1,个,O,原子周围结合,2,个,Si,原子相结合。,硅原子,SiO,2,四面体,二氧化硅中硅原子与氧原子个数比为,1,：,2,用,SiO,2,来表示,二氧 化硅组成,表示,Si,与,O,原子个数比,不是分子式是化学式,科学视野,（,2,）二氧化硅结构,6/433,、从下列图你能知道二氧化硅有什么用途吗？,SiO,2,主要用作装饰、石英坩埚、光纤,7/43,当代通信用光缆,光学纤维胃镜,用光导纤维做,无开刀手术,光导纤维手术头灯,8/43,二氧化碳,二氧化硅,状态,物理性质,化,学,性,质,与水反应,与碱反应,与碱性氧化物反应,与酸反应,用 途,CO,2,+H,2,O=H,2,CO,3,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,CO,2,+Na,2,O=Na,2,CO,3,不反应,SiO,2,2NaOH,=,Na,2,SiO,3,H,2,O,SiO,2,CaO=CaSiO,3,固 态,熔点低,气 态,熔点高、硬度大,SiO,2,4HF,=SiF,4,2H,2,O,人工降雨，灭火等,装饰、石英坩埚、光纤,（,3,）二氧化硅物理和化学性质和用途,9/43,1,、试验室盛装,NaOH,溶液试剂瓶为何,用橡胶塞而不用玻璃塞？,SiO,2,2NaOH,=,Na,2,SiO,3,H,2,O,NaOH,溶液能与玻璃中,SiO,2,反应生成,Na,2,SiO,3,，使瓶塞部分粘结而无法打开。所以盛装,NaOH,溶液试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。,图,4-6,试验室盛放,NaOH,溶液试剂瓶,动动脑筋,10/43,3,、某同学依据,SiO,2,既可与碱反应,也能与,氢氟酸反应,推断,SiO,2,为两性氧化物,.,是否正确,?,动动脑筋,2,、试验室为何不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,HF,能腐蚀玻璃，所以，盛装氢氟酸不 能用,玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。,SiO,2,4HF=SiF,4,2H,2,O,此反应惯用于雕刻玻璃,不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不跟,其它酸反应，而是属于酸性氧化物。,11/43,想一想,：怎样设计试验制取,H,2,SiO,3,呢？,2,、硅酸 （,H,2,SiO,3,）,温馨提醒：,CO,2,H,2,O,H,2,CO,3,，,不过,SiO,2,不能与水直接,化合成,H,2,SiO,3,。,Na,2,CO,3,+2HCl,2NaCl+H,2,O+CO,2,原理：强酸制弱酸,(1),制备,:,12/43,制取原理：强酸制弱酸,现象,结论,化学方程式,离子方程式,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,a,、,Na,2,SiO,3,溶液呈碱性，,b,、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水,硅酸，,阅读书本,P,65,并,探究试验,4-1,Na,2,SiO,3,+2HCl=2NaCl +H,2,SiO,3,SiO,3,2-,+2H,+,=H,2,SiO,3,13/43,生,成硅酸逐步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”。常惯用做干燥剂。,（,3,）用途,(2),物理性质,:,硅酸是一个白色固体，溶解度很小，而且是一个,弱酸,酸性比,H,2,CO,3,还弱。,14/43,离子方程式为：,SiO,3,2-,+H,2,O+CO,2,=CO,3,2-,+H,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,+H,2,O+CO,2,=Na,2,CO,3,+H,2,SiO,3,想一想,用什么试验事实能够证实,硅酸酸性比碳酸弱？,向可溶性硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体，出现,白色浑浊，即用,H,2,CO,3,可制得,H,2,SiO,3,，可证实,H,2,SiO,3,酸性比,H,2,CO,3,弱。（强酸制弱酸）,15/43,小结,（二）硅酸,H,2,SiO,3,（一）二氧化硅,SiO,2,（,2,）硅胶用途：干燥剂，吸附剂，催化剂载体。,（,1,）,试验室制取方法（,强酸制弱酸,）：,Na,2,SiO,3,+2HCl=H,2,SiO,3,（,胶体,）,+2NaCl,（,2,）,酸性氧化物,、与碱反应,SiO,2,2NaOH,Na,2,SiO,3,H,2,O,、,与碱性氧化物反应,SiO,2,CaO,CaSiO,3,（,1,）特征,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,16/43,课堂练习,1.,地壳中含量第一和第二两种元素所形成化合物不含有性质是（）,A.,熔点很高,B.,与水反应生成对应酸,C.,可与烧碱反应生成盐,D.,坚硬,2,、以下试剂能贮存在磨口玻璃塞试剂瓶里是（）,A.HF,溶液,B.KOH,溶液,C.,盐酸,D.,水玻璃,B,C,17/43,4.,以下物质改变，不能经过一步化学反应完成是（）,A.CO,2,H,2,CO,3,B.SiO,2,Na,2,SiO,3,C.Na,2,ONa,2,CO,3,D.SiO,2,H,2,SiO,3,3.,能证实硅酸酸性弱于碳酸酸性试验事实是（）,A.CO,2,溶于水形成碳酸，,SiO,2,难溶于水,B.CO,2,通入可溶性硅酸盐中析出,硅酸,C.,高温下,SiO,2,与碳酸盐 反应生成,CO,2,D.,氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成,硅酸,沉淀,B,D,18/43,【,作业,】,书本,P,81,4,、,5,、,6,、,7,、,8,、,9,、,10,同时导学,19/43,第四章第一节无机非金属材料主角,硅,4.1.2,人教版 必修一第四章 非金属及其化合物（,Si Cl S N,）,20/43,二、硅酸盐,1,、定义：,硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成化合物总称,2,、性质：,硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见,可溶性硅酸盐是,Na,2,SiO,3,，,K,2,SiO,3,3,、表示方法：,（,1,）化学式法：,适合用于简单硅酸盐如：,Na,2,SiO,3,，,K,2,SiO,3,、,CaSiO,3,等。,21/43,（,2,）氧化物法：,要领：,两边原子个数守恒,格式：金属氧化物,.,二氧化硅,.,水,次序：金属氧化物书写次序,按金属活动次序表,22/43,实 例,Na,2,SiO,3,Na,2,OSiO,2,23/43,高岭石,Al,2,（,Si,2,O,5,）（,OH,）,4,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,24/43,K,2,O,2Al,2,O,3,6SiO,2,2H,2,O,K(Al,2,Si,3,O,10,)(OH),2,25/43,4,、硅酸钠（,Na,2,SiO,3,）,白色固体，易溶于水；,Na,2,SiO,3,水溶液,俗称水玻璃，又称泡花碱，是一个无色粘稠液体，是一个矿物胶，黏性很强，能够作黏胶剂和木材防火剂。,阅读书本,P,65,并,探究试验,4-2,放入蒸馏水,放入硅酸钠饱和溶液,现 象,结 论,水分蒸发后燃烧,水分蒸干后不燃烧,硅酸钠能防火,水不能防火,（,1,）、硅酸钠物理性质,26/43,问一问,硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什,么现象？为何？,硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。因,为发生以下反应：,（,2,）、硅酸钠化学性质,化学性质相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好。,Na,2,SiO,3,CO,2,H,2,O,Na,2,CO,3,H,2,SiO,3,27/43,（,3,）、用途,作肥皂填料；,用做建筑、纸张黏合剂；,木材、织物防腐剂及防火剂。,与盐反应,与酸反应（强酸制弱酸）,Na,2,SiO,3,+2HCl=2NaCl +H,2,SiO,3,CaCl,2,+Na,2,SiO,3,=CaSiO,3,+2NaCl,5,、硅酸盐工业产品,传统硅酸盐工业三大产品有：,玻璃、陶瓷、水泥,。,28/43,练习,1.,以下说法正确是（）,A.,陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品,B.,水晶、玛瑙、光纤、硅胶主要成份都是,SiO,2,C.SiO,2,很稳定，与全部酸都不反应,D.,将石棉（,CaMg,3,Si,4,O,12,）化学式改写成氧化物形式：,3(MgOCaO)4SiO,2,A,29/43,三、硅单质,（,Si,）,2,、物理性质：,3,、化学性质,有金属光泽灰黑色固体，熔点 高，硬度大。,1,、存在形式,晶体硅,无定形硅,你能依据硅原子结构推测硅单质可能含有化学性质么？,30/43,在高温条件下，单质硅能与,O,2,和,Cl,2,等非金属单质反应。,3,、,Si,化学性质,常温下化学性质不活泼，只能跟,F,2,、,HF,和,NaOH,溶液反应。,Si,2F,2,SiF,4,Si,4HF,SiF,4,2H,2,Si,2NaOH,H,2,O,Na,2,SiO,3,2H,2,Si,O,2,SiO,2,31/43,工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅,SiO,2,2C,Si(,粗,),2CO,，,又能跟氯气反应经提纯得到,SiCl,4,后再用氢气还原制得纯硅：,Si(,粗,),2Cl,2,SiCl,4,，,SiCl,4,2H,2,Si(,纯,),4HCl,。,依据以上反应回答以下问题：,（,1,）反应中焦炭做（）,A.,还原剂,B.,氧化剂,C.,二者都不是,（,2,）反应 属于（），反应 属于（）,A.,化合反应,B.,分解反应,C.,氧化还原反应,D.,非氧化还原反应,E.,置换反应,4,、硅工业制备,A,AC,CE,32/43,5,、用途：,太阳能电池、,计算机芯片,半导体材料,信息技术等材料,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、微电子产品关键,观看下列图片总结单质硅的用途,33/43,【,作业,】,书本,P,80,1,、,2,、,3,、,11,、,12,同时导学,34/43,看一看,你能指出常见硅酸盐产品有哪些吗,35/43,科学视野,新型陶瓷,人造关节,36/43,高压钠灯,高温结构陶瓷,1.,氧化铝陶瓷,37/43,陶瓷机械零件,38/43,三、新型无机非金属材料特征,1.,能承受高温、强度高。,比如：氮化硅陶瓷在,1200,左右高温下，,仍含有很高强度，可用来制造汽轮机叶,片、轴承、永久性模具等。,39/43,2.,含有电学特征，一些新型无机非金属材料能够作为半导体、导体、超导体等，一些绝缘性材料常被用于集成电路基板。,40/43,3.,含有光学特征。有些新型无机非金属材料能发出各色光，有能透过可见光，有能使红外线、雷达射线穿过。,处于高温下光导纤维,41/43,F-117,是一个单座战斗轰炸机。设计目标是凭隐身性能，突破敌火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守指挥所、战略要地、主要工业目标，还可执行侦察任务，含有一定空战能力。,42/43,4.,含有生物特征。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有很好适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。,人造关节,43/43,