第1章第3节-元素周期表的应用-第3课时预测元素及其化合物的性质ppt课件-（2019新版）鲁科版高中化学高一必修二.pptx

1、第三节第三节 元素周期表的应用元素周期表的应用第第3课时课时 预测元素及其化合物的性质预测元素及其化合物的性质1、认识同周期元素性质的递变规律及其原因、认识同周期元素性质的递变规律及其原因2、认识同主族元素性质的相似性和递变性及、认识同主族元素性质的相似性和递变性及其原因其原因学习目标3、通过预测硅及其化合物的化学性质，体、通过预测硅及其化合物的化学性质，体会元素会元素“位、构、性位、构、性”关系关系交流研讨交流研讨 1、以对第三周期元素原子的实验探究，总结出、以对第三周期元素原子的实验探究，总结出来的同周期主族元素的递变规律有哪些？来的同周期主族元素的递变规律有哪些？ 2、以、以IA族和族和

2、VIIA族为例，说明一下同族元素的族为例，说明一下同族元素的递变规律有哪些，相似性有哪些？递变规律有哪些，相似性有哪些？周期表中元素元素性质的变化规律周期表中元素元素性质的变化规律元素原子序数依次增加，原子半径逐渐减小元素原子序数依次增加，原子半径逐渐减小元素原子失电子的能力逐渐减弱，得电子的能力逐渐增强元素原子失电子的能力逐渐减弱，得电子的能力逐渐增强原子序数递增原子半径增大原子序数递增原子半径增大元素原子失电子能力增强，元素原子失电子能力增强，元素原子得电子能力减弱元素原子得电子能力减弱。原子结构的相似性决定元素性质的相似性在化合物中，碱金属元素的化合价为+1化学性质活泼，都易与O2或H2

3、O反应碱金属元素原子最外层只有1个电子原子结构的递变性元素性质的递变性决定从Li到Cs碱金属元素原子的电子层数依次增多原子半径逐渐增大元素原子失去最外层电子的能力逐渐增强金属性（或还原性）逐渐增强以碱金属为例说明利用元素周期律对已知元素及其化合物的研究思路和方法，那陌生元素及其化合物是否也可以呢？根据非金属单质根据非金属单质C C的性质，的性质， 预测非金属预测非金属SiSi的性质？的性质？看课本P25交流.研讨，认真思考问题思考后完成课本P26表格填写硅（硅（Si）1 1、含量和存在：、含量和存在：v地壳中含量仅次于氧，居第地壳中含量仅次于氧，居第2 2位；位；v在自然界只以在自然界只以化合

4、态化合态存在。存在。v单质硅有晶体硅和无定形硅两种。单质硅有晶体硅和无定形硅两种。2 2、物理性质：、物理性质：v晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔沸点高、晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔沸点高、硬度大的固体，是重要的半导体材料。硬度大的固体，是重要的半导体材料。二氧化硅和硅酸盐二氧化硅和硅酸盐身边的化学硅（硅（Si）3 3、化学性质：不活泼、化学性质：不活泼v常温下，只与常温下，只与F F2 2、HFHF、强碱反应、强碱反应 Si + 2F2 = SiF4 Si + 4HF = SiF4 + 2H2 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2身边的化学3 3、化学性质：不活泼

5、、化学性质：不活泼v加热条件下，与某些非金属反应加热条件下，与某些非金属反应Si + O2 SiO2Si + 2Cl2 SiCl4高温高温Si + C SiC 高温高温( (碳化硅，俗称碳化硅，俗称金刚砂金刚砂) )，制造，制造砂轮、砂纸砂轮、砂纸身边的化学硅（硅（Si）4 4、工业制法、工业制法v自然界中没有游离态的硅，只有是自然界中没有游离态的硅，只有是SiO2和和硅酸盐硅酸盐SiO2 + 2C Si(粗粗) + 2CO（电炉）（电炉）高温高温Si(粗粗) + 2Cl2 SiCl4高温高温SiCl4 2H2 Si(纯纯) + 4HCl高温高温（分馏提纯）（分馏提纯）高纯硅的一般纯度要求达到

6、高纯硅的一般纯度要求达到99.9999%99.9999%，甚至达到，甚至达到99.9999999%99.9999999%以上。以上。身边的化学硅（硅（Si）v5、用途、用途v制造晶体管、集成电路、硅整流器制造晶体管、集成电路、硅整流器v太阳能电池太阳能电池v硅合金钢：硅合金钢： v 含硅含硅4 - 变压器铁芯变压器铁芯v 含硅含硅15- 耐酸钢耐酸钢身边的化学二、二氧化硅与光导纤维1.自然界中存在自然界中存在石英岩石英岩水晶水晶玛瑙玛瑙沙子沙子身边的化学2.SiO2的物理性质的物理性质固体固体熔沸点比较高熔沸点比较高不溶于水不溶于水硬度比较大硬度比较大 联想：沙子联想：沙子3.SiO2的结构的

7、结构空间网状结构空间网状结构性质很稳定性质很稳定 二氧化硅的用途：二氧化硅的用途：石英制品现代通信用光缆现代通信用光缆光学纤维胃镜光学纤维胃镜用用光导纤维光导纤维做做无开刀手术无开刀手术光导纤维手术头灯光导纤维手术头灯（有粘性）有粘性）身边的化学实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？什么用橡胶塞而不用玻璃塞？ NaOH溶液能与玻璃中的溶液能与玻璃中的SiO2反应生成反应生成Na2SiO3，使，使瓶塞部分粘结而无法打开。瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装因此盛装NaOH溶液的试剂溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。塞。想一想想一

8、想氢氟酸氢氟酸氢氟酸反应氢氟酸反应, 想一想想一想、实验室为什么不用、实验室为什么不用玻璃瓶玻璃瓶盛装氢氟酸？盛装氢氟酸？SiO2 + 2C高温高温3、在高温下能与还原剂反应、在高温下能与还原剂反应Si + 2CO可利用这个反应制可利用这个反应制粗硅粗硅 二氧化碳二氧化碳 CO2二氧化硅二氧化硅 SiOSiO2 状状 态态 气气 态态 固固 态态熔沸点很低熔沸点很低熔点高，硬度大熔点高，硬度大水水 溶溶 性性 微溶于水微溶于水不溶于水不溶于水化化学学性性质质与水反应与水反应与碱反应与碱反应与碱性氧与碱性氧化物反应化物反应与与 酸酸 用用 途途人工降雨，灭火人工降雨，灭火, ,饮料饮料等等P27

9、P27CO2 + H2O = H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不不 能能SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 能与氢氟酸反应能与氢氟酸反应CO2H2O H2CO3 但是但是SiO2不能与水直接化合成不能与水直接化合成H2SiO3 思考思考：SiOSiO2 2不能直接和水化合成不能直接和水化合成H H2 2SiOSiO3 3，那，那怎样制备怎样制备H H2 2SiOSiO3 3呢？呢？ (二二)、 硅酸（硅酸（H2SiO3） H2SiO3是是SiO2的对应水化物的对应水化物，一种很弱的酸一种很弱的酸(酸性比酸性比H

10、2CO3还弱还弱)，一种不溶于水的白色固体。，一种不溶于水的白色固体。（1）制法）制法由于由于SiO2不溶于水，所以硅不溶于水，所以硅酸是通过酸是通过可溶性硅酸盐与酸反应可溶性硅酸盐与酸反应制得的。制得的。现象现象结论结论化学方化学方程式程式滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红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色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生 a. Na2SiO3溶液呈碱性，溶液呈碱性， b. 可溶性硅酸盐与盐可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，酸反应生成不溶于水的硅酸，c. 先形成硅酸溶胶，先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，后形成

11、硅酸凝胶，d. 静置则形成硅酸沉淀。静置则形成硅酸沉淀。Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3SiO32- + 2H+ = H2SiO3离子方程式：离子方程式：（2）硅酸化学性质）硅酸化学性质 与强碱发生中和反应与强碱发生中和反应 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O 不稳定（比不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解稳定），受热易分解 用用H2CO3也可制得也可制得H2SiO3 ，可证明，可证明H2SiO3 的酸的酸性比性比H2CO3弱。弱。 （ Na2SiO3 溶液放置于空气中易变质）SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H

12、2SiO3 Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3H2SiO3 = H2O + SiO2三、硅酸盐三、硅酸盐结构复杂，一般不溶于水。结构复杂，一般不溶于水。2.硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3), 其水溶液俗称其水溶液俗称水玻璃水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料是制备硅胶和木材防火剂等的原料。1.是由是由硅、氧和金属硅、氧和金属组成的化合物的总称。组成的化合物的总称。3.硅酸盐的化学性质硅酸盐的化学性质（1）有很强的热稳定性，能耐高温。）有很强的热稳定性，能耐高温。（2）硅酸盐易于酸反应）硅酸盐易于酸反应 Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2

13、CO3 + H2SiO3Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 身边的化学4 4、硅酸盐组成表示、硅酸盐组成表示顺序：顺序：活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化较活泼金属氧化物物 SiOSiO2 2 H H2 2O O，化合价低的金属氧化物放在前面。，化合价低的金属氧化物放在前面。（1）保持原有各元素化合价不变，按顺序写出）保持原有各元素化合价不变，按顺序写出各种元素的氧化物各种元素的氧化物如：如：硅酸钠（硅酸钠（NaNa2 2SiOSiO3 3) )NaNa2 2O SiOO SiO2 2 镁橄榄石（镁橄榄石（Mg2SiO4）2MgO SiO2MgO SiO2

14、2（）除氧元素外，其他元素的原子个（）除氧元素外，其他元素的原子个数比符合原来的组成，配置出现分数时数比符合原来的组成，配置出现分数时应化为整数。应化为整数。钙沸石钙沸石Ca(AlCa(Al2 2SiSi3 3O O1010) 3H) 3H2 2O OCaOCaO Al Al2 2O O3 3 3SiO 3SiO2 23H3H2 2O O无机非无机非金属材金属材料料硅酸硅酸盐盐产产品品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃陶瓷：原料陶瓷：原料黏土黏土玻璃：原料玻璃：原料纯碱、石灰石和石英；纯碱、石灰石和石英；水泥：原料水泥：原料黏土和石灰石；加适量黏土和石灰石；加适量石膏；石膏；5.用途用途玻璃玻璃水泥水泥

15、陶瓷陶瓷原料原料反应反应原理原理主要主要成分成分特性特性CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高温高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 高温高温纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英粘土、粘土、石灰石石灰石粘土粘土高温下发生复杂高温下发生复杂的物理、化学变的物理、化学变化化烧结时发生复杂烧结时发生复杂物理、化学变化物理、化学变化 SiO2CaSiO3Na2SiO32CaOSiO2 3CaOSiO2 3CaOAl2O3硅酸盐硅酸盐非晶体非晶体，透明、无固定熔，透明、无固定熔点，可在一定温度范围内点，可在一定温度范围内软化软化水硬性水硬性：无论在水：无论在水中还是在空气中均中还是在

16、空气中均能硬化（是不可逆能硬化（是不可逆过程）过程） 抗氧化、抗酸碱腐抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘蚀、耐高温、绝缘具有特殊功能的含硅物质具有特殊功能的含硅物质1.碳化硅（碳化硅（SiC俗称金刚砂俗称金刚砂），具有金刚），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。的磨料。2.2. 硅硅 钢钢 高导磁性高导磁性 用作变压用作变压器铁芯器铁芯生物陶瓷生物陶瓷人造骨人造骨三、元素三、元素“位位构构性性”之间的关系之间的关系结构结构位置位置性质性质决定决定决定决定反映反映反映反映判断元素，推出位置判断元素，推出位置通过位置，运用递变规律推出通过位置，运用递变

17、规律推出四、周期表的应用四、周期表的应用1、研究物质结构、研究物质结构 2、发现新元素、发现新元素3、合成新物质、合成新物质 4、寻找新材料、寻找新材料阅读阅读P27教材教材 1B Al SiGeAs Sb Te 2 3 4 5 6 7A AAA AAA 0 Po At得电子能力逐渐增强得电子能力逐渐增强失电子能力逐渐增强失电子能力逐渐增强失电子能力逐渐增强失电子能力逐渐增强得电子能力逐渐增强得电子能力逐渐增强非金属区非金属区 金属区金属区（除（除H外）外）随堂练习随堂练习1. 下列物质中，在一定条件下能与下列物质中，在一定条件下能与SiO2反应的有（）反应的有（）水水氢氟酸氢氟酸 烧碱溶液烧

18、碱溶液 浓硫酸浓硫酸 氧化钙氧化钙浓硝酸浓硝酸碳酸钠固体碳酸钠固体ABCD全部全部 A随堂练习随堂练习2、利用如右图装置可以验证非金属性的变化规律。 (1)仪器A的名称为_，干燥管D的作用是_。(2)已知在常温下，高锰酸钾和浓盐酸反应能生成氯气。实验室中现有药品Na2S溶液、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫的；装置A、B、C中所装药品分别为_、_、_，装置C中的实验现象为_，离子方程式为_。(3)若要证明非金属性：SCSi，则A中加_、B中加Na2CO3、C中加_。分液漏斗防倒吸浓盐酸KMnO4Na2S溶液有淡黄色沉淀生成Cl2+S2-=S+2Cl- 稀硫酸 Na2SiO3溶液