1、人教版必修 1,第一节 无机非金属材料的主角硅 第一课时09化普胡芹,第四章 非金属及其化合物,从化学角度分析 主要成分为硅的化合物,新疆和田玉,导入,问题,自然界中的岩石、沙子、土壤是 由什么构成？,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。,1、画出碳和硅的原子结构示意图,分析：既不易失电子，又不易得电子，主要形成四价的化合物。,硅元素（Si）,常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？,阅读:课本P74,硅是亲氧元素,2、物理性质： （1）灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体 （2）熔、
2、沸点高、硬度大 （3）晶体硅是良好的半导体，,1、种类：硅有晶体硅和无定形硅两种。,一、硅单质,3、化学性质：(不活泼） 常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟 酸、氟气、强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。,在常温下化学性质不活泼,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4+2H2,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3 +2H2,4、硅的工业制法 ：,粗硅：,纯硅：,5.用途,晶体硅的导电性介于导体和 绝缘体之间,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,利用硅的半导体性能，制成光电池 ，将光能转化为电能。,太阳能电池,
3、硅的用途非常广泛，可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制太阳能电池，制铝合金、铁合金等多种合金。,硅芯片,电脑的中央处理器（CPU）,硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。,1地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是A熔点很高 B与水反应生成对应的酸C坚硬 D可与烧碱反应生成盐 2下列物质中，主要成分不是SiO2的是A金刚砂 B玛瑙 C水晶 D石英,B,A,( ),( ),练习,水 晶,二氧化硅,玛瑙,它们都含有的主要成分是什么吗？,问题,？,二氧化硅,那么SiO2到底哪有哪些存在形式呢,问题,？,天然的二氧化硅叫硅石，约占地壳总质量的12
4、% ；其存在形有结晶形和无定形两大类，统称为硅 石,1. SiO2的存在,具有彩色环带或层状的为玛瑙,无色透明的为水晶,归纳：二氧化硅的存在,那SiO2的结构是什么样的,问题,？,2. 结构及物理性质,Si,O,SiO2是正四面体的空间网状结构， 因此性质很稳定,（1）空间结构,(2)结构特点,立体网状,二氧化硅晶体为_结构，基本结构单元是SiO4四面体，Si在中心，O在4个顶角。SiO2晶体是由Si和O按_,的比例组成_结构的晶体。,12,立体网状,(3)物理性质二氧化硅的熔沸点_，硬度_，不溶于水,高,大,3. SiO2的化学性质,【提问】 二氧化硅是哪类氧化物？,2）那SiO2应该可以发
5、生那些反应,问题,？,1）什么是酸性氧化物,？,与碱反应生成盐和水,（1） 与活泼碱性氧化物反应,SiO2+CaO=CaSiO3,（2）与强碱反应,SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,生成盐和水,Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗名水玻璃，是一种矿物胶,生成盐,(3) 弱氧化性,2C+SiO2 Si 2CO ,工业制粗硅,（4）难溶于水，不与水反应,4HF+SiO2=SiF4+2H2O,（5） SiO2的特性 与氢氟酸（HF）反应,*用途：雕刻玻璃,讨论：,1、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含SiO2）？ 2、实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？ 用塑料
6、瓶保存氢氟酸,【总结】二氧化硅和二氧化碳结构性质比较,CO2+H2O=H2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,CO2+CaO=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,二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较,【强调】,SiO2 既能与NaOH反应，又能与氢氟酸反应，但SiO2 不是两性氧 化物，属于酸性氧化物,硅、二氧化硅、硅酸的性质,A玻璃与氢氟酸C单质硅与浓硝酸,B氧化铝与氢氧化钠D在高温下
7、二氧化硅与生石灰,解析：玻璃的主要成分是硅酸盐，能与 HF 发生反应；氧化铝是两性氧化物，能溶于强碱；单质硅在常温下化学性质不活泼，除能与 F2、HF、强碱反应外，不与其他物质反应；二氧化硅是酸性氧化物，能在一定条件下与碱性氧化物反应。答案：C,1、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( ) A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液2、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ ） A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液,C,B,小练习:,4. 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。,SiO2有哪些用途呢
8、？,光学纤维胃镜,石 英 制 品,水晶石英、玛瑙,二氧化硅用来制光导纤维,光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。 制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于 通讯、传感、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大， 一对光纤上可同时传送3万门电话。,三、硅酸(H2SiO3),是一种很弱的酸，比碳酸的酸性还弱,思考： 二氧化硅不溶于水，不跟水反应，如何从二氧化硅来制备H2SiO3？,（1）向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸,滴入酚酞溶液呈红色,Na2SiO3呈碱性,Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 +2NaCl,滴入盐酸有硅酸凝胶产生,硅酸难溶于水,（2）把二氧化碳通入到Na2SiO3溶液中,Na2SiO3+ CO2+H2O= H2SiO3 +Na2CO3,结论：硅酸是一种比碳酸酸性还弱酸，溶解度小。,（3）硅酸的性质不稳定性弱酸性H2SiO3+2NaOH=2 H2O +Na2SiO3,（4）硅胶(SiO2）,制备：H2SiO3 硅酸凝胶 硅酸干凝胶 “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。,课堂小结,这节课我们主要学习了硅及二氧化硅的结构和性质及用途，了解到SiO2在全球信息的流通、电子业的发展中充当了非常重要的角色【作业】请同学们完成课后练习,
