人教版高中化学必修一4.1.1硅及其化合物(共21张PPT)优秀课件

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人教版化学必修一4.1无机非金属材料的主角--硅(共59张PPT)

人教版化学必修一4.1无机非金属材料的主角--硅(共59张PPT)


化 硅 的
硅 石

在 无定形——硅藻土


水晶




玛瑙
玛瑙
硅藻土 中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区) 有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有354 处,总保有储量矿石3.85亿吨.仅次于美 国,居世界第2位。在地区分布上,以吉 林最多,占全国储量的54.8%,云南、福 建、河北等地次之。
2.二氧化硅的用途 由于SiO2具有优良的物理化学性能加
第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角----硅
硅在地壳中的含量
硅 的 存 在
金属在地壳镁中2.的00%含量钠2.74% 1
其他 1.20%
氢0.16%
2 钾2.47% 钙3.45% 铁4.75% 3
4
氧48.6%
5Leabharlann 硅26.3%67 铝7.73% 8
9
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。
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。
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。
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人教版高中化学必修一4.1无机非金属材料的主角:硅课件(共77张PPT) (1)

人教版高中化学必修一4.1无机非金属材料的主角:硅课件(共77张PPT) (1)

加稀盐酸后溶液变
为无色,有
不溶于水的白
白色的胶状沉淀生成 色固体
Na2SiO3溶液与盐酸和反应的化学方程式:
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3↓+2NaCl

Na2SiO3溶液与CO2反应的化学方程式:
Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+ H2SiO3↓
说明 酸性:碳酸比硅酸强

与碱性氧化物 反应
高温
CO2+Na2O=Na2CO3 SiO2+ CaO =CaSiO3
与酸
——
只与氢氟酸反应
用途
人工降雨,灭火,饮料等
光纤等
课堂练习
1、 实验室有五种试剂,根据它们各自的 性质,必须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
二氧化硅 氢氧化钠溶液 氢氟酸 浓硫酸
【 讨论 】为什么实验室中盛放碱液的试 剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞?(玻璃中含 有SiO2)
一、二氧化硅
5.化学性质: ① 是 酸 性氧化物
俗称水玻璃, 我是粘结剂

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O
注意:保存碱性试剂只能用橡皮塞,酸性试剂用玻璃塞
高温 SiO2+CaO == CaSiO3
第四章 非金属及其化合物
●梳理导引
1.硅元素的存在和硅原子的结构


(1)硅元素的存在
版 化
在 自 然 界 中 硅 全 部 以 ___化__合___ 态 存 在 , 硅 是 构 成 学
___岩__石___和许多矿物的基本元素,在地壳中的含量仅次于
____氧____,达到__2_6_._3_%__。硅的__氧__化__物__和___硅__酸__盐_ 是硅的

【人教版】高中化学必修一:4.1.1《二氧化硅和硅酸》ppt课件

【人教版】高中化学必修一:4.1.1《二氧化硅和硅酸》ppt课件

一二三
Z 知识梳理 HISHI SHULI
Z重难聚焦 HONGNAN JVJIAO
D典例透析 IANLI TOUXI
SiO2既能与NaOH溶液反应,也能与氢氟酸反应,SiO2属于两性氧 化物吗?
提示:不属于。两性氧化物指既能与酸反应生成盐和水,又能与
碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢氟酸反应只是SiO2的一 个特性,SiO2属于典型的酸性氧化物。
一、CO2与SiO2的比较
CO2
构成
CO2 分子
物理性质
与碱性氧 化物反应 与碱溶液 的反应
气体,熔点、沸点低,溶 于水
CaO+CO2 CaCO3
2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O
SiO2 硅原子、氧原子,无 SiO2 分 子 固体,熔点、沸点高, 硬度大,不溶于水
CaO+SiO2 CaSiO3
UBIAODAOHANG
一二三
Z 知识梳理 HISHI SHULI
Z重难聚焦 HONGNAN JVJIAO
D典例透析 IANLI TOUXI
3.硅胶
-12-
M 第1课时 二氧化硅和硅酸
目标导航
UBIAODAOHANG
Z 知识梳理 HISHI SHULI
Z重难聚焦 HONGNAN JVJIAO
D典例透析 IANLI TOUXI
-14-
M 第1课时 二氧化硅和硅酸
目标导航
UBIAODAOHANG
Z 知识梳理 HISHI SHULI
Z重难聚焦 HONGNAN JVJIAO
D典例透析 IANLI TOUXI
二、由氧化物制备相应酸或氢氧化物的规律
氧化物 水溶性 CO2 能溶

人教版化学必修一4.1《无机非金属材料的主角——硅》讲课课件21pptPPT

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特性:SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O
氢氟酸(HF) 是唯一能与 SiO2反应的 酸
O
Si
Si
Si
结构与物质状态变化
SiO2
建筑材料:沙子等
工艺品:水晶、玛瑙等


光导纤维
制取Si单质
SiO2 + 2C
高温
电炉
Si + 2CO↑
石英砂 焦炭
粗硅
Si(粗)+ 2Cl2 加热 SiCl4
SiCl4 + 2 H2 高温 Si(纯)+ 4HCl
硅酸
活动六、依据碳酸,讨论硅酸制备方案,选用
药品进行实验制取硅酸凝胶
制备原理
选用药品 交流方案
影响凝胶生成的因素:
Na2SiO3溶液浓度 HCl浓度
滴加顺序
温度等

现象


程 观察硅酸 式
物理性质
不溶于水
白色,胶状
硅酸结构
O- O-
O- O- O-
必修1
4-1. 无机非金属材料的主角—硅
(课时1)
初识Si元素 活动一、Si元素在自然界的存在
Si在地壳中含量
Si元素在自然界中主要以 氧化物及硅酸盐的形式存在
以化合态存在 亲氧元素
活动二、Si元素原子结构
豪 Si
门 二 杰
C
最外层 4e-
相似
C--统治了有机界:碳是构成有机物的主要元素。 Si—统治了无机矿物界:硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。
-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-
O-
O-
O- O- O-
OH OH OH OH OH

人教版高中化学必修一4.1.1硅及其化合物PPT

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(三)硅的工业制法
高温下,用碳还原二氧化硅制得粗硅 SiO2 + 2C = Si + 2CO↑
※ C 过量,还可能生成SiC (金刚砂)
高温
SiO2 + 3C == SiC + 2CO↑
了解:粗硅提纯


Si + 2Cl2 == SiCl4 SiCl4 + 2H2 == Si+ 4HCl
(四)硅的用途 大规模集成电路
(二)硅的化学性质
硅的许多化学性质与碳相似,常温下较稳定,不与O2、Cl2、 硫酸、硝酸等反应。加热时,能与O2、Cl2等反应
常温下与强碱反应
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
(了解) 加热时,能与O2、Cl2等反应

Si + O2 == SiO2

Si + 2Cl2 == SiCl4
(3)用途 “硅胶”常用做干燥剂。
也可用做催化剂的载体。
干燥硅胶 湿硅胶
硅胶干燥剂
二、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。
1、存在:地壳岩石的主要成分
2、表示方式:用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示 3、大多数硅酸盐都难溶于水,常见易溶于水:硅酸钠。
Na2SiO3俗称泡花碱,水溶液俗称水玻璃。水玻璃为无色粘稠液体, 是一种矿物胶,用作粘合剂,也可用作耐火材料及防腐剂。
Si无单质状态
(1) 硅和碳一样,其原子既不易失去电子,也不易得到电子, 所以硅和碳主要形成四价化合物。
(2)碳和硅都是亲氧元素,但是硅的亲氧能力更强。
碳的单质
石墨
金刚石

人教版高一化学必修1 4-1无机非金属材料的主角—硅 优秀课件

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3、化学性质
(1)酸性氧化物 与碱性氧化物反响生成盐 SiO2+ CaO == CaSiO3 与强碱反响生成盐和水 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O 硅酸钠
〔2〕与酸不反响〔除氢氟酸(HF) 以外〕 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
*用途:雕刻玻璃
思考与交流
无机非金属材料的主角—硅
硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大局部的 岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。
从原子角度认识硅原子
既不易失去电子,也不易得到电子,主要形成四价化合物 主要以氧化物和硅酸盐的形式存在
一、二氧化硅(SiO2)
天然的SiO2约占地壳质量的12%,其存在形态有结晶形 和无固定形,统称为硅石。
反应方 程式
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3(胶体)
+ 2NaCl
思考:假设将CO2通入Na2SiO3溶液中有何现象? Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3 结论:H2CO3酸性比H2SiO3强(强酸制弱酸)
2、硅酸的不稳定性 H2SiO3受热易分解
H2SiO3====SiO2+H2O
,在-60 ℃
三、硅单质
1、种类与结构: 单质硅有 晶体 和 无定形 两 类,晶体硅的结构与金刚石相似。 2、物理性质: 灰黑色 固体, 熔点 高 ,硬度 大 ,有 脆性。
3、化学性质: 在常温下化学性质比较稳定,但能够与强碱和氢氟酸发生 反响。
2NaOH+Si+H2O=NaSiO3+2H2↑ Si+4HF=SiF4+2H2↑
)
A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D. 碳B酸钠溶液

人教版高中化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角——硅 课件(共31张PPT)

人教版高中化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角——硅 课件(共31张PPT)
B.向烧碱溶液中加入过量SiO2:
SiO2+OH-==HSiO3-
C.晶体硅与氢氧化钾溶液反应:
Si+2OH-+H2O == SiO32-+2H2↑
D.玻璃与氢氟酸溶液反应:
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
3.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质,最
适宜的试剂是( )B
A.纯碱溶液
B.盐酸
SiO2+ 4HF== SiF4 +2H2O

思考1:为什么在实验室中盛放NaOH溶液的 试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞? (玻璃由Na2SiO3、Ca2SiO3和SiO2熔合而成)
答:玻璃中的SiO2 与NaOH 发生 反应,在瓶口处生成有粘性的物质, 使瓶塞与瓶口粘结而无法打开。
SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
硅结构的平面图
硅的空间网状结构
硅的空间网状结构 与金刚石类似,这 决定了硅有什么物 理性质和化学性质?
立体网状结构
阅读课本P79硅的内容,概括硅的物理性质
二、硅单质
1.硅的物理性质 硅单质分为: 晶体硅 和无定形硅。晶体硅 是一种有金属光泽的灰黑色固体 。熔沸
点 高 ,硬度 大 ,有脆性。
硅在元素周期表中的位置和结构
1 2 3 Na Mg 4 5 6 7
ⅣA
C Al Si P S Cl
Ge Sn Pb
从硅元素在表中的位置可知,硅是 一种良好的半导体材料。
阅读课本P79硅的内容,概括硅的物理性质
一、硅
1.硅的物理性质
硅单质分为: 晶体硅 和无定形硅。晶体硅

人教版高中化学必修一课件-4.1无机非金属材料的主角——硅

人教版高中化学必修一课件-4.1无机非金属材料的主角——硅
OH溶液的试剂瓶为 什么用橡胶塞而不用玻璃塞?( 提示:玻璃中含有SiO2)
戴着水晶手链洗了几次衣服,发现光泽度大 打折扣,什么原因造成的?
水晶性脆,注意防重压、防摔、防高温、 发现水晶饰品有灰尘切勿使用羽毛刷子 ,要以轻软而不含绒毛的布料轻拂除尘, 不要用力拂拭,以免磨损水晶。 ◆请不要佩戴水晶首饰洗澡,洗碗, 游泳!若清理不善,水气和化学物品 (特别是如: 沐浴露,洗洁精等碱性洗涤剂) 均会贴附在水晶表面,令水晶变得暗哑
现象 结论
滴入酚酞后溶液变为红色,再滴入稀盐酸,溶液由 红色变浅或至无色,同时有白色胶状物质产生。
a、Na2SiO3溶液呈碱性; b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的白 色胶状沉淀硅酸。
化学方程式 Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体)
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体)
第一节 无机非金属材料的主角---硅
第一课时
+14 2 8 4
O-48.60%
Si-26.30%
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。
【解决三个问题】
1、水晶手链戴着它洗了几次衣服,发 现光泽度大打折扣,原因是什么?
2、玻璃瓶上精美的图案是怎么雕刻上 去的?
分析以上制取原理 。
强酸制 取弱酸
研究性学习 探究碳酸与硅酸的酸性强弱
可供选择的试剂:稀硫酸、稀盐酸、大理石、 碳酸钠固体、硅酸钠溶液
可供选择的仪器:试管、橡皮塞、酒精灯、 导气管、
小组讨论交流,完成方案设计
探究碳酸与硅酸的酸性强弱设计
试剂 仪器
设计原理
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(二)硅的化学性质
硅的许多化学性质与碳相似,常温下较稳定,不与O2、Cl2、 硫酸、硝酸等反应。加热时,能与O2、Cl2等反应
常温下与强碱反应
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
(了解) 加热时,能与O2、Cl2等反应

Si + O2 == SiO2

Si + 2Cl2 == SiCl4
思考:
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
分析以上制取原理,若将CO2通入 Na2SiO3溶液中 有何现象?
Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓
(2)化学性质 硅酸是不溶于水的极弱酸,酸性弱于碳酸,不能使酸碱
指示剂变色。
H2SiO3 + 2NaOH= Na2SiO3 + 2H2O H2SiO3=Δ= SiO2 + H2O
与碱性氧 化物反应 与碱反应
与水反应
CO2 + CaO=CaCO3
CO2 +2NaOH= Na2CO3+H2O
CO2 + H2O=H2CO3
CaO+SiO2 高温 CaSiO3
SiO2 +2NaOH= Na2SiO3+H2O
不反应
特性:
①不能与水反应生成硅酸。 ②能与氢氟酸反应 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
Si无单质状态
(1) 硅和碳一样,其原子既不易失去电子,也不易得到电子, 所以硅和碳主要形成四价化合物。
(2)碳和硅都是亲氧元素,但是硅的亲氧能力更强。
碳的单质
石墨
ห้องสมุดไป่ตู้
金刚石
C60
硅的氧化物及硅酸盐
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅( SiO2 )
(1)存在
存在:石英、水晶、玛瑙、沙子等无定形二氧化硅
(2)二氧化硅的结构
两个推动人类文明的材料
*最早使用的材料是陶 * 1958年集成电路诞生
? 核心元
素硅
第一节 无机非金属材料的主角─ ─硅
从原子结构认识硅 教材P74
碳(C)
硅(Si)
原子结构示意图
+6 2 4
+14 2 8 4
主要化合价
+2 、+4
+4
主要存在形式
石灰岩 碳酸盐 碳的氧化物
氧化物 硅酸盐
C有单质状态
(3)用途 “硅胶”常用做干燥剂。
也可用做催化剂的载体。
干燥硅胶 湿硅胶
硅胶干燥剂
二、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。
1、存在:地壳岩石的主要成分
2、表示方式:用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示 3、大多数硅酸盐都难溶于水,常见易溶于水:硅酸钠。
Na2SiO3俗称泡花碱,水溶液俗称水玻璃。水玻璃为无色粘稠液体, 是一种矿物胶,用作粘合剂,也可用作耐火材料及防腐剂。
科学视野
教材P75
(3)二氧化硅的用途
1、根据SiO2的存在和用途,请你分析以下问题: SiO2具有哪些物理性质?化学稳定性如何? 2、回忆CO2的化学性质,尝试推断SiO2化学性质? (4)物理性质 是一种坚硬难熔的固体,不溶于水,纯净的二氧化硅无色透明。
(5)化学性质 物质类别
二氧化碳 CO2 二氧化硅 SiO2 都属于酸性氧化物
(三)硅的工业制法
高温下,用碳还原二氧化硅制得粗硅 SiO2 + 2C = Si + 2CO↑
※ C 过量,还可能生成SiC (金刚砂)
高温
SiO2 + 3C == SiC + 2CO↑
了解:粗硅提纯


Si + 2Cl2 == SiCl4 SiCl4 + 2H2 == Si+ 4HCl
(四)硅的用途 大规模集成电路
12 、失败并不可怕,只要我们怀着一颗不服输的心,勇往直前,那么胜利将不会离我们太远。 6 、把握现在、就是创造未来。 4 、人最可悲的是,有自由的思想,却没有冲破羁绊的勇气。 9 、要寻找与自己有共同价值观的人,爱自己的人,好好珍惜,好好保护,终了一生。 4 、为理想,早起三更,读迎晨曦,磨枪挫剑,不惧兵临城下! 1 、贵在坚持、难在坚持、成在坚持。 15 、我走得很慢,但我从不后退。 3 、人生的最大遗憾莫过于错误地坚持了不该坚持的东西,轻易地放弃了不该放弃的东西,每一个人都有自己的理想,都有那个期望达到的目 标,或许有这么一天我恩男狗狗成为一名教师,或许有那么一天我能实现自己的理想,达到自己的目标!生活还在继续!不要忘记微笑的对待每 一天,不要忘记珍惜余下的每一天! 2 、天空,经常刮风经常下雨经常没太阳;季节,天渐转凉秋意渐浓记得加衣裳!生活,吃得要香睡得要甜身体要健康,祝福工作顺心,事业有 成! 17 、您得相信,有志者事竟成。古人告诫说:“天国是努力进入的”。只有当勉为其难地一步步向它走去的时候,才必须勉为其难地一步步走 下去,才必须勉为其难地去达到它。
属于两性氧化物
讨论2: B
自然界 中的
SiO2
水晶 石英 玛瑙 石英砂
天 然 水 晶
天然玛瑙
石英研钵 光导纤维
坩埚
饰物、工艺品
无用
开光
光 学 纤 维
刀导 手纤 术维



正长石
斜长石
透辉石
高岭石
2 、天空,经常刮风经常下雨经常没太阳;季节,天渐转凉秋意渐浓记得加衣裳!生活,吃得要香睡得要甜身体要健康,祝福工作顺心,事业有 成! 7 、要始终保持敬畏之心。对时光,对美,对痛楚。仿佛我们的活,也只是一棵春天中洁白花树的简单生涯。不管是竭力盛放,还是静默颓败 ,都如此甘愿和珍重。
玻璃窑 水泥回转窑
高温
CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2 Na2CO3+SiO2=高=温=Na2SiO3+CO2
工业上制玻璃的原理
三. 硅单质(晶体硅是良好的半导体材料)
(一)硅在自然界的存在与物理性质 硅在地壳中的含量仅次于氧;在自然界中无游离态的硅;
单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅:灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体, 熔沸点高、硬度大。 (熔沸点 : 金刚石>硅) 是良好的半导体。
2、硅酸(H2SiO3)
H2SiO3是SiO2的对应水化物( SiO2 是H2SiO3的酸酐),是 一种不溶性酸,是一种白色固体,其酸性比H2CO3还弱。
(1) 制取 (较强酸制较弱酸)
滴入酚酞后溶液变为红色,再滴入稀盐酸,溶液由
红色变浅至无色,同时有白色胶状物质产生。
a、Na2SiO3溶液呈碱性; b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的白色胶状沉淀 硅酸。
太阳能电池
硅芯片
讨论1:下列叙述正确的是( )
A. CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以两者物理性质相似 B. 因为CaCO3+SiO2=高==温= CaSiO3+CO2↑,所以硅酸的酸性
比碳酸强
C. CO2和SiO2都能与碳反应,且都作氧化剂 D. SiO2既能和NaOH反应,又能和HF反应,所以二氧化硅
[实验4-2]
放入蒸馏水
放入Na2SiO3饱和溶液
现象 当水分蒸发后燃烧 当水分蒸发后不易燃烧
结论 用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火
(制备木材防火剂的原料)
科学视野 硅酸盐的丰富性和多样性(阅读教材)
4.硅酸盐材料
陶瓷 玻璃 水泥
阅读教材P78 ,填写下列表格
原料
设备
黏土 纯碱、石灰石、石英 石灰石、黏土、石膏
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