人教版高中化学必修1课件：4.1无机非金属材料的主角—硅（第1课时） （共43张） .ppt

1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物 第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅 第第1 1课时课时 新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列 化学化学 必修必修1 1 Al-7.73% O-48.60% Si-26.30% 地壳中元素质量分数地壳中元素质量分数 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 长长 石石 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 滑滑 石石 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 石石 棉棉 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅

2、和硅酸 高岭土高岭土 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 粘土粘土 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 画出硅的原子结构示意图画出硅的原子结构示意图 分析：分析： 既不易失电子，又不易得电子，主要既不易失电子，又不易得电子，主要 形成四价的化合物。形成四价的化合物。 硅元素硅元素 与哪种原子的结构相似？与哪种原子的结构相似？ 碳碳 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 你知道吗你知道吗? 常温下，单质常温下，单质 碳、硅的化学碳、硅的化学 性质都不活泼，性质都不活泼， 为什么碳在自为什么碳在自 然界中有稳定然界中有稳定 的单质（金刚的单质（金刚 石）存在，而石）存在，而 硅却没有？硅却没有

3、？ 单质硅的化学性质虽然稳单质硅的化学性质虽然稳 定，但硅是一种亲氧元素，定，但硅是一种亲氧元素， 硅原子和氧原子的结合非常硅原子和氧原子的结合非常 牢固，形成的二氧化硅或硅牢固，形成的二氧化硅或硅 酸盐中的硅氧化学键非常牢酸盐中的硅氧化学键非常牢 固，硅氧键一旦形成就很难固，硅氧键一旦形成就很难 被破坏，所以，自然界中硅被破坏，所以，自然界中硅 都是以二氧化硅或硅酸盐的都是以二氧化硅或硅酸盐的 形式存在，没有游离态的硅。形式存在，没有游离态的硅。 硅是一种硅是一种亲氧亲氧元素，在自然元素，在自然 界中主要以氧化物及硅酸盐界中主要以氧化物及硅酸盐 的形式存在。的形式存在。 一、二氧化硅和硅酸一

4、、二氧化硅和硅酸 （1）存在）存在 硅石（硅石（12%） 结晶形：石英结晶形：石英 无定形无定形 水晶水晶 玛瑙玛瑙 1、二氧化硅、二氧化硅 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 石英石英 水晶 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 茶水晶茶水晶 紫水晶紫水晶 蔷薇石英蔷薇石英 黄水晶黄水晶 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 玛瑙玛瑙 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 光光 导导 纤纤 维维 光缆光缆 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 （2）用途：）用途： 光导纤维光导

5、纤维 石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟 水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、 高级工艺品和眼镜片高级工艺品和眼镜片 玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品 光纤视频光纤视频 玛瑙饰品玛瑙饰品 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 物理性质物理性质:_ 化学稳定性化学稳定性:_ 通常条件下，很稳定通常条件下，很稳定 硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 思考思考 为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有这为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质

6、有这 么么大的差别？大的差别？ 是结构上的不同是结构上的不同 科学视野科学视野 P74 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 Si O 二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 设疑设疑: 实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛放其实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛放其 它溶液的试剂瓶有何不同？为什么它溶液的试剂瓶有何不同？为什么 ？ 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 1. 玻璃中含有玻璃中含有SiO2，从物质组，从物质组 成和性质角度来分类，成和性质角度来分类， SiO2 属于哪类物质？属于哪类物质？ 2. SiO2可能具有哪些化学

7、性质？可能具有哪些化学性质？ 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 （3 3）化学性质）化学性质 （a）常温与氢氟酸（常温与氢氟酸（SiO2很不活泼，很不活泼，HF是唯一是唯一 能跟其反应的酸）能跟其反应的酸） 4HF+SiO2=SiF4+2H2O （b）酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O 与强碱反应：与强碱反应： 与碱性氧化物反应：与碱性氧化物反应： SiO2+CaO=CaSiO3 高温高温 ( (所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如 NaOH、KOH、Na2CO3、Na2

8、SiO3等溶液。等溶液。) ) HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用 玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 性性 质质 二氧化碳二氧化碳(CO2) 二氧化硅二氧化硅(SiO2) SiO2与与CO2化学性质的比较化学性质的比较 CO2+H2O=H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+Na2O=Na2CO3 SiO2+4HF=SiF4 +2H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+ CaO = CaSiO3 高温高温 酸性氧化物酸性氧化物 与碱性氧化与碱性氧化 物反应物

9、反应 与碱反应与碱反应 与水反应与水反应 与氢氟酸反应与氢氟酸反应 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 2.2.硅酸硅酸(H(H2 2SiOSiO3 3) ) 硅酸是一种硅酸是一种白色粉末状白色粉末状的的固体固体，它，它不溶于不溶于 水水；是一种；是一种弱弱酸，酸，不能使指示剂变色不能使指示剂变色。 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 思考思考 二氧化硅难溶于水，又不与二氧化硅难溶于水，又不与 水反应，那水反应，那么，么，如何制得硅酸呢？如何制得硅酸呢？ 由可溶性硅酸盐与其他酸反应制备。由可溶性硅酸盐与其他酸反应制备。 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和

10、硅酸 实验实验4-1：向饱和：向饱和Na2SiO3溶溶 液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸 现现 象象 结结 论论 方程式方程式 滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色 Na2SiO3溶液呈碱性溶液呈碱性 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（胶体）（胶体） +2NaCl 实验探究：实验探究： 滴入盐酸有凝胶产生滴入盐酸有凝胶产生 硅酸难溶于水硅酸难溶于水 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 知识拓展：知识拓展： 把稀硫酸加入到把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，溶液中， 会有什么现象？会有什么现象？ 现现 象象 结结 论论 方程式方程式 滴入硫酸有凝胶产生滴入硫酸有凝

11、胶产生 硅酸难溶于水硅酸难溶于水 Na2SiO3+H2SO4 = H2SiO3 （胶体）（胶体） +Na2SO4 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，硅酸浓度所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，硅酸浓度 较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经 干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水 分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂， 也可以用作催化剂的载

12、体。也可以用作催化剂的载体。 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 2、硅酸（、硅酸（H2SiO3) （1）制取：）制取： Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 白色胶状白色胶状 强酸制弱酸 （2）性质：）性质： 白色胶状，难溶白色胶状，难溶 弱酸性（酸性弱酸性（酸性 H2SiO3 H2CO3） 脱水形成脱水形成硅胶硅胶 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3 （胶体）（胶体） +Na2CO3 （用作干燥剂）（用作干燥剂） 原原 理理 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 活动与探究：活动与探究： 硅酸是一种硅酸是一种比碳酸还要弱比碳酸还要弱的酸。请的酸。请 利用中学实验室

13、常见的仪器及药品，设利用中学实验室常见的仪器及药品，设 计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳 酸弱，并完成一份实验报告。酸弱，并完成一份实验报告。 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 CO2通入下列各溶液中，无明显通入下列各溶液中，无明显 现象发生的是（现象发生的是（ ） A、氯化钙溶液、氯化钙溶液 B、澄清石灰水、澄清石灰水 C、硅酸钠溶液、硅酸钠溶液 D、饱和碳酸钠溶液、饱和碳酸钠溶液 A 合作讨论：合作讨论： 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 试剂试剂 二氧化硅二氧化硅 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 氢氟酸氢氟酸 浓

14、硫酸浓硫酸 试剂瓶试剂瓶 细口瓶，磨口塞细口瓶，磨口塞 广口瓶广口瓶 细口塑料瓶细口塑料瓶 细口瓶，橡皮塞细口瓶，橡皮塞 1 1、实验室有几种试剂，根据它们各自的性、实验室有几种试剂，根据它们各自的性 质，选择适当的试剂瓶盛放。请在对应的各种质，选择适当的试剂瓶盛放。请在对应的各种 试剂瓶和所装试剂之间进行连线。试剂瓶和所装试剂之间进行连线。 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 2 2、下列说法正确的是下列说法正确的是（ ） A ASiOSiO2 2溶于水显酸性溶于水显酸性 B BCOCO2 2通入水玻璃通入水玻璃( (硅酸钠的水溶液硅酸钠的水溶液）可可 得硅酸得硅酸 C CSiOSiO2 2是酸性氧化物是酸性氧化物，它不溶于任何酸它不溶于任何酸 D DSiOSiO2 2晶体中不存在单个晶体中不存在单个SiOSiO2 2分子分子 B D 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 3、玻璃的主要成分之一是二氧化、玻璃的主要成分之一是二氧化 硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制 成毛玻璃和成毛玻璃和雕花玻璃的物质是雕花玻璃的物质是 ( ) A、烧碱、烧碱 B、纯碱、纯碱 C、氢氟酸、氢氟酸 D、盐酸、盐酸 C 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 Thanks 谢谢您的观看！