必修一人教版第四章 第一节 无机非金属材料的主角——硅第2课时 硅酸盐和硅单质
人教版化学必修1第四章第一节《无机非金属材料的主角---硅》课件(2课时共40张)
归纳总结
1.实验室制取硅酸的方法是可溶性硅酸盐与酸反应。
2.硅酸的性质：
(1)具有酸性，酸性比碳酸弱； (2)受热易分解。
3. 硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝 胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到硅胶(或硅酸干凝胶)，具有 较强的吸水性，常用作干燥剂及催化剂载体。
1．硅元素在地壳中的含量是 26.3% ，仅次于氧。硅元素
2．硅的氧化物为二氧化硅，俗名为硅石，天然二氧化硅 分为结晶形 (如方石类、水晶等 )和无定形 (如硅藻土 )。 根据日常生活中的实例描述二氧化硅的物理性质：坚 硬固体、不溶于水、熔点高。
3．列表比较二氧化碳和二氧化硅的性质。
CO2 物理性质
＋ ＋ －
－
＋ － D．Na＋、HCO－ 3 、K 、NO3
解析
二氧化硅可与氢氧化
下 列反 应不能 一步 完成的 是 ( A．SiO2―→Na2SiO3 B．SiO2―→H2SiO3 C．SiO2―→CaSiO3 D．H2SiO3―→SiO2 )
钠直接反应生成硅酸钠；氧 化钙可与二氧化硅在高温下 反应生成硅酸钙；硅酸可直 接加热分解生成二氧化硅， 故只有 B 符合题意。
Al 、Mg 、Fe 、H ，向滤液 Y 中加入过量 NaOH 溶液， ______________________
Mg(OH)2、Fe(OH)3 。 得到的沉淀是____________________
(2)将另一份混合粉末溶于过量 NaOH 溶液，发生反应的离子方 － 2－ SiO ＋ 2OH ===SiO 2 3 ＋ H2O、 程式为_______________________________________________
必修一第四章第一节硅酸硅酸盐硅唐芹芹
小结:
1.介绍了硅元素在自然界中的存在和含量，从
硅元素的位置与结构推知其亲氧性存在的两种 化合物———二氧化硅和硅酸。 2.二氧化硅的结构和性质 3.硅酸制取原理和性质和硅胶的用途 4.硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实 作业: 课本P691.2
第二课时
二、硅酸盐 1.硅酸盐的定义、性质和表示方法及工业产品 2.硅酸钠的性质和用途 3.硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊
第四章第一节无机非金属材料 的主角——硅（1、2）
第一 、二课时
第一课时
（一）、硅元素在自然界中的存在和含量 （二）、硅元素的位置与结构 一、二氧化硅和硅酸 1.二氧化硅的结构和性质
2.硅酸制取原理和性质和硅胶的用途
3.探究硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实
通过下列图片你能总结归纳出硅元 素在自然界中的存在吗？
Si
C
碳在第三周期、硅在第四周期且都在周期表 中的第四主族,最外层有四个电子，既不易失去 电子，也不易得到电子。所以硅的化学性质不 如碳活泼,主要形成四价化合物，碳和硅都是亲 氧元素但是硅的亲氧能力更强。因此碳和硅在 自然界中存在形式有所不同。
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅（ SiO2）
结晶形（石英晶体）
SiO32- + H2O + CO2== CO32- + H2SiO3↓
Байду номын сангаас
课堂练习
1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化 合物不具有的性质是（ B ） 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.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的 试剂是（ A ） A.纯碱溶液 B.盐酸 C.硫酸 D.苛性钠溶液 3、下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是 （C ） A.HF溶液 B.KOH溶液 C.盐酸 D.水玻璃
高中化学必修一硅人教版
化学性质：化学性质很稳定，不活泼
原因：SiO2的这些性质主要与它的结构有关， SiO2是正四面体的空间网状结构，
因此性质很稳定
归纳总结
二、二氧化硅
• 1、二氧化硅的存在： • 结晶形、无定形：石英、水晶、玛瑙、硅
藻土 • 2、 SiO2晶体结构：
正四面体的空间网状结构 • 3、物理性质：难溶于水，熔点高，硬度大。 • 4、SiO2的化学性质—性质稳定, 不活泼
硅酸盐的结构很复杂，一般都不溶于水。 最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液 俗称为水玻璃，可用作肥皂填料、木材防火剂等
现象
放入蒸馏水 水份蒸发后燃烧
放入Na2SiO3溶液 水份蒸发后不燃烧
结论
水份蒸发后， 失去防火作用
防火效果好 用作防火剂
无机非金属材料 硅酸盐产品
陶瓷 水泥 玻璃
t
SiO2的化学性质 ①是酸性氧化物
高温
SiO2 + CaO === CaSiO3 SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O ②难溶于水，不与水反应
③与氢氟酸反应（特性）
SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O
思考： 实验室盛装 NaOH溶液的试剂瓶用 橡皮塞而不用玻璃塞， 你知道为什么吗？
K2O·Al2O3·6SiO2
普通玻璃： CaNa2Si6O14 CaO·Na2O·6SiO2
黏土：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O
阅读资料卡片:
用二氧化硅和金属氧化物的形式 表示其组成
实例
Na2SiO3 Na2O•SiO2
要领：两边原子个数守恒 格式：金属氧化物、二氧化硅、水 顺序：金属按活动顺序表
人教版高中化学必修一课件：第四章 第一节第2课时 硅酸盐和硅单质
• 7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观 察是思考和识记之母。”2021年11月9日星期二3时29分44秒15:29:449 November 2021
解析:Na2SiO3既是硅酸盐,又是钠盐,硅酸盐大多不溶于水,而钠盐均易 溶于水;浸泡银幕主要是为了防火,而浸泡枕木主要是为了防腐;水玻璃 有黏合作用,常作黏合剂。
2.用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,其中正确的是( D ) A.钙沸石[CaAl2Si3O10·3H2O]表示为 Al2O3·CaO·3SiO2·3H2O
第2课时 硅酸盐和硅单质
[新课导入] (教师用书备用)
你知道中国有“瓷国”的美誉之称吗?你知道陶瓷也叫“China”吗? 陶瓷是中华民族一项伟大的创造,具有悠久而辉煌的历史,让我们一起来 走近陶瓷吧!
[学习目标] 1.知道硅酸钠的性质和用途。
2.学会用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的方法。 3.知道玻璃、水泥和陶瓷是硅酸盐制品以及生产它们的主要原料。 4.知道晶体硅是良好的半导体材料,能说出它的主要用途。
主要成分
3CaO·SiO2,2CaO·SiO2,3Ca O·Al2O3
Na2O·CaO·6SiO2 硅酸盐
• 1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” • 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 • 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 • 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 • 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
人教版必修一 [课件] 第四章 第一节无机非金属材料的主角——硅(第2课时)(共20张PPT)
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3. 残酷的现实，需要你去拼搏，需要你去奋斗。 15. 志不立，天下无可成之事。赚钱之道很多，但是找不到赚钱的种子，便成不了事业家。自古成功在尝试。 3. 世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。 14. 势不可使尽，福不可享尽，便宜不可占尽，聪明不可用尽。 8. 挫折其实就是迈向成功所应缴的学费。 8. 征服世界，并不伟大，一个人能征服自己，才是世界上最伟大的人。 10. 人生因追求而精彩，生命因坚强而美丽。 12. -倔强的向日葵，依旧跟着太阳不离不弃，即使被太阳灼伤… 12. 未曾失败的人恐怕也未曾成功过。 18. 明天是世上增值最快的一块土地，因它充满了希望。 14. 即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。 12. 人生最大的喜悦是每个人都说你做不到，你却完成它了! 6. 目标的坚定是性格中最必要的力量源泉之一，也是成功的利器之一。没有它，天才也会在矛盾无定的迷径中徒劳无功。 3. 志之所趋，无远勿届，穷山复海不能限也;志之所向，无坚不摧。
钢化玻璃
普通玻璃加热接近熔化 再急速冷却
水泥
水泥
原料：黏土、石灰石、石膏 设备：水泥回转窑 条件：煅烧 主要成份：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等
陶器
瓷器
原料：黏土 条件：高温烧结
陶瓷
硅酸盐用途
其他含硅物质的用途
高纯硅的工业制法
SiO2+2C
高温
==
2CO+Si（粗）
Si(粗)
+
2Cl2
硅酸盐(silicate)
什么是硅酸盐？ 由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
结构复杂的固体物质，大多数不溶于水，化学 性质稳定。
硅酸盐组成的表示
Na2SiO3Na2O·SiO2 Al2Si2O5(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O KAlSi3O8K2O·Al2O3·6SiO2
高中化学必修1 第四章 第一节 无机非金属材料的主角—硅
与碱性氧化物
SiO2+CaO == CaSiO3 与酸 与碳 SiO2+2C == Si+2CO SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O
CO2+ Na2O = Na2CO3
不反应 CO2+C == 2CO
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第二章 二氧化硅和硅酸
2.7 硅酸 硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解度很小。 由于二氧化硅不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与 其它酸反应制得的。 所生成的H2SiO3逐渐聚合形成胶体溶液--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。 硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，叫做硅胶。
硅太阳能电池
硅芯片
@皮皮课件
28
01 硅的简单介绍 02 二氧化硅和硅酸
• 化学性：常温下硅单质的化学性质不活泼 Si + O2 = SiO2
@皮皮课件
26
第四章 单质硅
4.2 单质硅的制法
• 制法：
高温
SiO2 + 2C
• 用途：
=
Si
+
2CO
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。
@皮皮课件
27
第四章 单质硅
4.3 单质硅的用途
@皮皮课件
13
第二章 二氧化硅和硅酸
2.5 二氧化硅的化学性质
与碱反应： SiO2 + 2NaOH
氧化硅与NaOH反应。
=
Na2SiO3 + H2O
注意：实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，防止玻璃中二 与碱性氧化物反应：
化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角―硅(二)
陶瓷窑 复杂
玻 璃 制 品
水 泥 制 品
陶 瓷 制 品
一、硅酸盐
新型陶瓷
新
碳化硅(SiC，俗称金刚砂)
型 …
硅钢
…
硅橡胶
分子筛
人 造 关 节
硅 钢
二、硅单质
1、存在 硅有 晶体硅 和 无定形硅 两种。
2、物性 晶体硅是灰黑色、有 金属光泽的 固
体，熔、沸点 很高，硬度大、有脆性。
导电性介于导体和绝缘体之间。
白色固体，易溶于水。 其水溶液俗称水玻璃（泡花碱），是 一种无色粘稠的液体、矿物胶，黏性很 强，可作黏胶剂和木材防火剂。
-1-
一、硅酸盐
放入蒸馏水
放入Na2SiO3饱和
溶液
现 象 水蒸发后燃烧 水蒸干后不燃烧
结论Biblioteka 水加热下 易蒸发硅酸钠耐高温， 能防火，不能 燃烧
一、硅酸盐
Na2SiO3水溶液久置在空气中会出现
二、硅单质
4、用途
良好的半导体材料,硅是信息技术的关
键材料；同时，还可制成太阳能电池。
硅太阳能电池
电脑的中央处理器（CPU）
二、硅单质
5、制法（工业）
只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。 是金子，总会花光的；是镜子，总会反光的。 许多人缺少的不是美，而是自信的气质。 用力只能做完，用心才能做好；用心是积极主动，视工作为事业；用心才能享受工作，享受生活。——刘迎春 不要因为众生的愚疑，而带来了自己的烦恼。不要因为众生的无知，而痛苦了你自己。 最能保人心神之健康的预防药就是朋友的忠言规谏。——培根 自然界没有风风雨雨，大地就不会春华秋实。 一帆风顺，并不等于行驶的是一条平坦的航线。 勤奋是你生命的密码，能译出你一部壮丽的史诗。 生命的目的是享受生命。 面对别人的时候触及的是他们的生活，审视自己的时候深入了自己的灵魂。 欲为诸佛龙象，先做众生马牛。
人教必修1第四章第一节 无机非金属材料的主角 --硅课件最新课件
SiO2：空间结构呈 正四面体，性质稳 定，熔沸点高，硬 度大，难溶于水 （物理性质）
二氧化硅的存在形态常以结晶形和无定 形存在：如：
水晶 结晶形（石英晶体）
玛瑙
统称
硅石
无定形 ：硅藻土
水
玛
硅
晶
瑙
藻
土
二氧化硅的用途：
二氧化硅可用来生产光导纤维、玻璃等，光导纤维的通信 容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提 高通信效率。
（2） （3）
主要涉及的方程式：
(1)SiO2+2C 1800~2000℃ Si+2CO↑ 【粗硅的制备】 (2)Si+3HCl 300℃ SiHCl3+H2
(3)SiHCl3+H2 1100℃ Si+3HCl 【高纯硅】
而硅的氧化物-二氧化硅SiO2是生活中比较常见的，下面是他的空间 结构
二、二氧化硅
4、与碳反应：
CO2+C =(高温) 2CO SiO2+2C=(高温)Si+2CO
注意：作为特别之处的是二氧化碳和二氧化硅都属于酸性氧化物， 二氧化硅能与酸反应
特性：唯一与酸氢氟酸（HF）反应
SiO2+4HF=SiF4 ↑+H2O （生活中用于雕刻玻璃）
！注意：四氟化硅（SiF4）为气体
第一节 无机非金属材料的主角 --硅
一、硅 化学符号Si，原子序数14，相对原子质量为28.09，位于元素周期
表第三周期、第IVA族，最外层电子数为4，有无定形硅和晶体硅 两种形式存在。
物理性质：晶体硅有灰黑色金属光泽，熔沸点高，硬度大，良 好的半导体材料
硅单质的用途：
高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。利用其 半导体性能可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片， 以及光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池。
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第一节无机非金属材料的主角
硅第2课时硅酸盐和硅单质
一、选择题目
1．（2019年湖北武汉）2017年世界环境日中国主题为“绿水青山就是金山银山”，旨在引导社会各界自觉践行绿色生活，共建美丽中国。
下列现象与污染源对应不正确的是()
A．酸雨—硫的氧化物、氮的氧化物
B．光化学烟雾—碳氢化合物、氮的氧化物
C．臭氧空洞—氟氯烃(如氟利昂)
D．温室效应—SO2
答案 D
2．能用磨口玻璃塞玻璃瓶存放的试剂有()
A．烧碱溶液B．浓硝酸
C．氢氟酸D．硅酸钠溶液
答案 B
3．(2019·长春市十一中期末)下列关于硅及其化合物的说法中，正确的是()
A．硅可用于制造光导纤维
B．水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
C．可用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取硅酸
D．SiO2既能与HF反应又能与强碱反应，所以SiO2是两性氧化物
答案 C
4（2019年北京顺义）我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。
下列对晶体硅的有关叙述正确的是()
A．晶体硅和金刚石的物理性质相似
B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电
答案 A
5．在水玻璃中通入少量CO2气体，充分反应后加热蒸干，再高温充分灼烧，冷却后所得的固体物质为()
A．Na2SiO3B．Na2SiO3与Na2CO3
C．SiO2与Na2CO3D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO3
答案 A
6．(2019年湖北恩施)下列有关硅的说法不正确的是()
A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B．硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D．加热到一定程度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
答案 C
7、据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。
下列相关叙述不正确的是()
A．它耐高温、抗氧化
B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆
C．它没有固定熔点
D．它是一种新型无机非金属材料
答案 B
8．高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。
工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：
下列说法正确的是( )
A ．自然界中存在大量的单质硅
B ．电弧炉中的化学方程式为SiO 2＋C=====高温Si ＋CO 2↑
C ．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D ．SiHCl 3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl 4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl 3
答案 D
11．下列有关硅及其化合物的说法正确的是( )
A ．晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料
B ．常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在
C ．SiO 2可由两种单质直接反应生成，将其加入BaCl 2溶液中同时有气体和沉淀产生
D ．除去SiO 2中混有的BaCO 3可加入适量的稀盐酸
答案 D
12．下图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是
( )
A ．SiO 2属于两性氧化物
B ．酸性：H 2SiO 3＞H 2CO 3
C ．硅胶吸水后可重复再生
D ．图中所示转化反应都是氧化还原反应
答案 C
二、非选择题
13．氮化硅陶瓷因其熔点高，对于金属及氧化物熔体具有相当的高温稳定性，越来越多地被应用于热工的各个领域，如陶瓷烧成棚板、辊棒，以及高温轴承、涡轮叶片等。
(1)下列关于氮化硅陶瓷的说法正确的是________(填字母)。
A ．硅粉合成氮化硅的反应属于氧化还原反应
B ．氮化硅陶瓷属于硅酸盐
C ．氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料
D ．太阳能光伏产业的主体材料为氮化硅
(2)在烧结氮化硅陶瓷的过程中，二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比3∶6∶2反应生成两种化合物。
①该反应的化学方程式为____________________________________________________。
②该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________________________________________。
答案 (1)AC (2)①3SiO 2＋2N 2＋6C=====高温Si 3N 4＋6CO
②7∶9
14如图所示物质的转化关系中，A 是一种固体单质，E 是一种白色沉淀。
请回答下列问题：
(1)B 的化学式是__________，目前B 已被用作________的主要原料。
(2)B 和a 溶液反应的离子方程式是____________________________________________。
(3)A 和a 溶液反应的离子方程式是
____________________________________________。
(4)C和过量的盐酸反应的离子方程式是________________________________________。
答案(1)SiO2光导纤维
(2)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O
(3)Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑
(4)SiO2－3＋2H＋===H2SiO3(胶体)
15某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。
已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO ＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl ＋Pd↓(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。
(1)实验时要通入足够长时间的N2，其原因是_________________________________。
(2)装置B的作用是_________________________________________________________。
(3)装置C、D中所盛试剂分别为____________、____________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为
________________________________________________________________ ________。
(4)该装置的缺点是__________________________________________________________。
(5)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。
取18 g SiO2和8.4
g 焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体为13.44 L ，假定气体产物只有CO ，固体产物只有Si 和SiC ，则Si 和SiC 的物质的量之比为__________________________________________________。
(6)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：______________________________________。
答案 (1)避免空气中的O 2、CO 2、水蒸气对实验产生干扰
(2)作安全瓶，防止倒吸
(3)澄清石灰水 PdCl 2溶液 3SiO 2＋4C=====高温2CO 2↑＋2CO ↑＋3Si
(4)无尾气吸收装置
(5)2∶1
(6)向Na 2SiO 3溶液中通入CO 2气体，溶液变浑浊。