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1、第1页/共26页材料材料资源资源环境环境化工原料化工原料呈现：考虑知识的应用呈现：考虑知识的应用(切入点切入点)氨 硝酸 硫酸第2页/共26页【课程学习目标课程学习目标】1.1.了解了解Si在自然界中在自然界中的含量、存在、物理性的含量、存在、物理性 质及重要用途；质及重要用途；2.2.了解了解SiO2的结构，物理性质和重要用途；的结构，物理性质和重要用途；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3.3.掌握掌握SiO2的化学性质；的化学性质；4.4.了解硅酸了解硅酸盐盐的重要用途及组成；的重要用途及组成；5.5.了解了解H H2 2SiO3的用途；的用途；6.6.掌握掌握
2、NaNa2 2SiO2的化学性质；的化学性质；第3页/共26页一、硅元素简介一、硅元素简介1.1.硅原子结构示意图：硅原子结构示意图：2.2.硅元素的化学性质：硅元素的化学性质：3.3.硅元素的含量和存在形式：硅元素的含量和存在形式：+14284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不易失也不易得电子，不易失也不易得电子，主要形成主要形成+4+4价的化合物。价的化合物。亲氧元素亲氧元素含含 量：硅在地壳中含量的仅次于氧量：硅在地壳中含量的仅次于氧存在形式：以氧化物和硅酸盐的形式存在存在形式：以氧化物和硅酸盐的形式存在第4页/共26页第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金
3、属材料的主角硅硅二二.硅单质硅单质(1)(1)种类：种类：(2)(2)结构：结构：(3)(3)性质：性质：物理性质物理性质单质硅有单质硅有 晶体晶体 和和 无定形无定形 两类。两类。晶体硅的结构与金刚石相似。晶体硅的结构与金刚石相似。色、态色、态光泽光泽熔点熔点硬度硬度质地质地导电性导电性灰黑色固体灰黑色固体金属光泽金属光泽高高大大脆脆半导体半导体第5页/共26页第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅(3)(3)性质：性质：化学性质化学性质:在常温下，化学性质不活泼。只与强碱、氟化氢、氟气反应Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3
4、 3+2H+2H2 2Si+2FSi+2F2 2=SiF=SiF4 4Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2加热时，加热时，SiSi可以和可以和O O2 2、ClCl2 2等反应。等反应。SiSi是一种亲氟性元素是一种亲氟性元素第6页/共26页第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅2.2.硅单质硅单质(4)(4)制备制备:由其氧化物制得的，主要分为两个阶段：（课本P81）第7页/共26页第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅2.2.硅单质硅单质(5)(5)用途用途:制集成电路、晶体管、硅整流器等制集成电路、晶体管、硅整流器等制集
5、成电路、晶体管、硅整流器等制集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材半导体材半导体材半导体材料料料料，还可以制成，还可以制成，还可以制成，还可以制成太阳能电池太阳能电池太阳能电池太阳能电池，硅的合金可用，硅的合金可用，硅的合金可用，硅的合金可用来制造变压器铁芯等。来制造变压器铁芯等。来制造变压器铁芯等。来制造变压器铁芯等。硅太阳能电池硅太阳能电池硅芯片硅芯片第8页/共26页二二.二氧化硅（二氧化硅（SiO2）硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分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。的岩石、沙子和土壤。岩石岩石 沙子沙子 土壤土壤第9页/共26页第一节第一节 无机非金属材料的主角无
6、机非金属材料的主角硅硅1.1.二氧化硅（二氧化硅（SiOSiO2 2）(1)(1)二氧化硅的存在二氧化硅的存在 硅石（12%）结晶形：石英无定形水晶玛瑙第10页/共26页 具有彩色环状或层状的具有彩色环状或层状的石英石英称为玛瑙称为玛瑙第11页/共26页第12页/共26页玛瑙玛瑙玛瑙玛瑙第13页/共26页水水水水晶晶晶晶第14页/共26页水水 晶晶 制制 品品第15页/共26页10928返回共价键共价键空空间间网网状状结结构构的的原原子子晶晶体体最小的结构最小的结构单元是正四单元是正四面体结构面体结构第16页/共26页10928约180SiOSiOSiO2 2是正四面体的空间网状结构是正四面体
7、的空间网状结构1.1.二氧化硅（二氧化硅（SiOSiO2 2）(2 2)二氧化硅的结构二氧化硅的结构 第17页/共26页不溶于水不溶于水 硬度大硬度大 熔点高熔点高第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅1.1.二氧化硅（二氧化硅（SiOSiO2 2）(3 3)物理性质物理性质(4 4)化学性质化学性质 .酸性氧化物酸性氧化物 SiO SiO2 2 2NaOH=Na2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3H H2 2O OSiOSiO2 2 4HF=4HF=SiFSiF4 42H2H2 2O O SiOSiO2 2 +CaO =+CaO =CaSiO=CaSiO3 3 高温高
8、温b b.特性特性c c.弱氧化性弱氧化性SiOSiO2 2 +2 2C=SiC=Si+2+2COCO 高温高温用途：雕刻玻璃用途：雕刻玻璃NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2=Na=Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2 CaCO CaCO3 3+SiO+SiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3+CO+CO2 2高温高温高温高温d d.与某些盐反应与某些盐反应工业制玻璃工业制玻璃第18页/共26页 1.实验室盛装实验室盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶用橡溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？防止玻璃中的防止玻璃中的SiOS
9、iO2 2与与NaOHNaOH溶液反应生成粘溶液反应生成粘稠的稠的NaNa2 2SiOSiO3 3，使瓶塞和瓶口粘在一起，使瓶塞和瓶口粘在一起学与问：思考与问题 2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？HFHF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。试剂瓶而要用塑料瓶。SiOSiO2 24HF=SiF4HF=SiF4 42H2H2 2O O 此反应常用于雕刻玻璃此反应常用于雕刻玻璃第19页/共26页3.某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物.是否正确?不正确。因为二氧化硅
10、跟氢氟酸反应产物不是不正确。因为二氧化硅跟氢氟酸反应产物不是盐和水，所以不属于两性氧化物，但是属于酸性氧盐和水，所以不属于两性氧化物，但是属于酸性氧化物。化物。第20页/共26页制化学仪器石英钟装饰品第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅1.1.二氧化硅（二氧化硅（SiOSiO2 2）(5 5)二氧化硅的用途二氧化硅的用途 光导纤维第21页/共26页CO2SiO2空气空气硅石、石英、水晶、玛瑙、硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等沙子等熔、沸点低，微溶于水熔、沸点低，微溶于水熔点高，硬度大，不溶于水熔点高，硬度大，不溶于水COCO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2COCO3
11、3不反应不反应COCO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2COCO3 3+H+H2 2O OSiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O OCOCO2 2+CaO=CaCO+CaO=CaCO3 3SiOSiO2 2+CaO+CaO 高温高温CaSiOCaSiO3 3存 在物理性质不反应不反应与氢氟酸反应：与氢氟酸反应：SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O化学性质与水反应与NaOH反应与CaO反应与酸反应SiOSiO2 2与与COCO2 2性质的比较性质的比较 第一节第一节 无机非金属材料的
12、主角无机非金属材料的主角硅硅第22页/共26页练习1.1.下列关于下列关于SiOSiO2 2和和COCO2 2的说法中正确的是的说法中正确的是()A ACOCO2 2、SiOSiO2 2分别是碳酸和硅酸的酸酐分别是碳酸和硅酸的酸酐B BCOCO2 2和和SiOSiO2 2与水反应分别生成相应的酸与水反应分别生成相应的酸C CCOCO2 2是酸性氧化物，是酸性氧化物，SiOSiO2 2是两性氧化物是两性氧化物D DCOCO2 2和和SiOSiO2 2都是由相应的分子组成的都是由相应的分子组成的2 2下列关于二氧化硅的说法中正确的是下列关于二氧化硅的说法中正确的是()A A二氧化硅分子由一个硅原子
13、和两个氧原子构成二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成B B在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围结合在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围结合4 4个氧个氧原子原子C C二氧化硅可用来制作干燥剂二氧化硅可用来制作干燥剂D D二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸第23页/共26页练习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 （）A.熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬2.赏心悦目的花瓶是用下列物质的一种对玻璃进行刻蚀而形成的,这种物质是 （）A.盐酸 B.氢氟酸 C.烧碱 D.纯碱3、下列试剂不能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是（）A.HNO3溶液 B.KOH溶液 C.盐酸 D.NaCl溶液BBB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4.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO3D第24页/共26页Thank You!Thank You!第25页/共26页感谢您的观看。第26页/共26页