硅酸盐及硅单质
硅单质在自然界的存在形式
硅单质在自然界的存在形式
硅单质是一种非金属元素，它在自然界中以多种形式存在。
硅
是地壳中第二多的元素，其化合物构成了许多矿石和岩石。
硅单质
在自然界中主要以以下几种形式存在：
1. 石英，石英是最常见的硅单质矿物，它是一种晶体形式的二
氧化硅。
石英可以以多种形式出现，包括晶体、块状和结晶簇。
它
在许多岩石和沉积物中都可以找到，是许多地质过程的重要组成部分。
2. 硅酸盐矿物，硅酸盐是一种广泛存在的硅化合物，包括长石、云母和斜长石等。
这些矿物在地壳中非常常见，它们通常以岩石或
矿石的形式存在。
3. 硅质岩石，硅质岩石是由高含量的硅酸盐矿物组成的岩石，
例如石英岩和燧石岩。
这些岩石通常在地壳中广泛分布，是地质学
中重要的岩石类型之一。
4. 硅化木，硅化木是一种由硅代替了木质细胞组织的化石，它
们通常在地下水中形成。
这些化石保存了原始植物的结构，但其组
织已被硅替代。
总的来说，硅单质在自然界中以多种形式存在，包括矿物、岩石和化石等。
它在地球科学和地质学中具有重要的地位，对我们了解地球的形成和演化过程具有重要意义。
硅酸盐
2、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是 、下列物质中 不能用玻璃瓶来盛装的是 不能用玻璃瓶来盛装的是( C.氢氟酸 氢氟酸
3、要除去SiO2中的 、要除去 中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ B 杂质， 杂质 最适宜的试剂是（ A.纯碱溶液 纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液
（4）钢筋混凝土 ） 混凝土：水泥，沙子， 混凝土：水泥，沙子，碎石 钢筋 （5）水泥发展的趋势 ）
黏土的主要成分:Al 黏土的主要成分 2O3 · 2SiO2 · 2H2O
陶瓷 无机非金属材料 硅酸盐产品 玻璃 水泥
t
陶器
瓷器
玻璃
玻璃
有色玻璃
加入了不同的金属氧化物 金属氧化物
钢化玻璃
普通玻璃加热接近熔化 熔化 再急速冷却 急速冷却
玻璃
几 种 常 见 玻 璃 简 介
因混有铁的化合物显浅绿色 在原料里加入某些金属氧化 物均匀地分散到玻璃态物质里， 物均匀地分散到玻璃态物质里， 把普通玻璃放在 8月华裔 蓝玻璃 光导纤维： 光导纤维：1964年 月华裔 年 使玻璃呈现出特征颜色。 使玻璃呈现出特征颜色。 电炉里加热， 电炉里加热，使它软 科学家高锟首先提出用玻 红玻璃 然后急速冷却， 化，然后急速冷却， 璃纤维代替金属导线，被 璃纤维代替金属导线， 得到钢化玻璃。 得到钢化玻璃。其机 誉为“纤维光学之父” 如试管等 化学仪器玻璃 誉为“纤维光学之父”。 械强度比普通玻璃大 比头发丝还细的一对光导 4——6倍，不易破碎。 倍 不易破碎。 纤维上同时传送3万门电话 纤维上同时传送 万门电话 如放大镜 光学仪器玻璃 且中继距离长达 且中继距离长达20—— 50Km，保密性能好。 ，保密性能好。
放入蒸馏水 放入蒸馏水 现象 当水分蒸发后 滤纸燃烧
硅单质的实验室制法
硅单质的实验室制法
硅单质的实验室制法有以下几种：
1. 热还原法：将氯化硅（SiCl4）与纯度较高的金属镁（Mg）以
一定的摩尔比反应，在高温下进行还原反应，生成硅单质。
反应方程
式为：SiCl4 + 2Mg -> Si + 2MgCl2。
2. 热解法：将硅酸盐（如硅酸钠或硅酸钙）放置在高温炉中进
行热分解反应，得到硅单质。
反应方程式为：Na2SiO3 -> SiO2 +
Na2O，然后：SiO2 + 2C -> Si + 2CO。
3. 化学气相沉积法：通过将氯化硅（SiCl4）或硅烷（如SiH4）与氢气（H2）混合，在高温下通过化学反应产生硅单质并沉积在基板上。
需要注意的是，硅单质在空气中极易氧化为二氧化硅，因此在制
备硅单质时要保持反应器中的环境为惰性气体，如氩气或氮气。
另外，制备硅单质需要特殊设备和条件，需要在实验室中进行，非常危险，
需注意安全操作。
2020-2021高中化学1学案：4.1 第2课时硅酸盐和硅单质含解析
2020-2021学年高中化学人教版必修1学案：4.1 第2课时硅酸盐和硅单质含解析第2课时硅酸盐和硅单质一、硅酸盐1．概念：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
2．硅酸盐的性质:硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定.3．硅酸盐组成的表示：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成.例如：Na2SiO3：Na2O·SiO2；长石：KAlSi3O8：K2O·Al2O3·6SiO2。
4．最常见的硅酸盐——Na2SiO3。
Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，能制备硅胶和木材防火剂。
5．三种常见的硅酸盐产品。
6.其他含硅的物质。
二、硅单质1．物理性质晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性。
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。
2．化学性质(1)稳定性：常温下硅的化学性质不活泼，只能与氟气（F2)、氢氟酸（HF）和强碱溶液反应.化学方程式分别为：Si＋2F2===SiF4，Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(2）还原性:在加热条件下,硅能与一些非金属单质发生反应：Si＋2Cl2错误!SiCl4，Si＋O2错误!SiO2，Si＋C错误!SiC。
3．工业制法（1)制粗硅：SiO2＋2C错误!Si(粗）＋2CO↑;(2）粗硅提纯：Si＋2Cl2错误!SiCl4,SiCl4＋2H2错误!Si(纯)＋4HCl。
4．用途（1)用做半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。
（2)制合金，如含硅4%的钢可制成变压器的铁芯,含硅15％的钢可制造耐酸设备等。
（3）制造光电池，将光能直接转换为电能。
知识点一硅酸盐的表示方法1．规律通常用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成。
硅酸盐中的硅元素以SiO2的形式表示，金属元素如Na、K、Mg、Al、Ca等，以它们常见的氧化物形式表示,氢元素以H2O的形式表示。
创新设计课堂讲义高中化学必修一人教版课时作业：第四章第一节第2课时含解析
第2课时硅酸盐和硅单质一、硅酸盐1．概念硅酸盐是由______________组成的化合物的总称。
2．硅酸盐的性质硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多________于水，化学性质很________。
3．硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。
例如：Na2SiO3：______________；长石KAlSi3O8：______________________________。
4．最常见的硅酸盐——Na2SiO3Na2SiO3的水溶液俗称__________，能制备________和______________。
主要包括：(1)具有金刚石结构的碳化硅(SiC，俗称__________)；(2)具有很高__________的硅钢；(3)既耐高温又耐________的硅橡胶；(4)人工制造的__________主要用作吸附剂和催化剂等。
二、硅单质1．种类单质硅有________和__________两类。
2．结构晶体硅的结构与__________相似。
3．性质(1)(2)4．用途(1)______________，如硅芯片等。
(2)__________，如光电池等。
知识点1硅酸盐的表示方法1．用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成，不正确的是()A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10·3H2O)]CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB．镁橄榄石(Mg2SiO4)2MgO·SiO2C．长石(KAlSi3O8)K2O·Al2O3·3SiO2D．高岭石[Al2Si2O5(OH)4]Al2O3·2SiO2·2H2O2．高岭土的组成可表示为Al2Si2O x(OH)y，其中x、y的数值分别是()A．7、2B．5、4C．6、3D．3、6知识点2硅的性质及用途3．硅和碳的比较，正确的是()A．都是非金属，而硅的非金属性较强B．硅和碳的最高正价都是＋4价C．硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位D．硅和碳在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态4．下列关于硅的说法中，不正确的是()A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，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起反应D．当加热到一定温度时，硅能与氧气等非金属反应知识点3新型无机非金属材料5．据报道我国科学家研制出一种新型的“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的。
硅酸盐 PPT
1、硅酸盐是由 硅 、 氧 和 金属 组成的化合 物。硅酸盐是一类结构复杂的物质，一般
都不溶于水 ，化学性质 很稳定 。通常用 二氧化硅 和金属氧化物 的形式表示其组成。
2、硅酸钠水溶液俗称 水玻璃 ，可用作肥皂填 料、木材 防火剂 ，及黏胶剂 。
3、单质硅有 晶体 和 无定形 两种。晶体硅 是有金属光泽的灰黑色固体，熔点 高 ，硬 度 大 ，在常温下化学性质 不活泼 。
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3、硅的用途
晶体管、集成电路、硅整流器、太阳能电 池、硅合金等。
晶体管
集成电路
在太阳能方面的利用
卫星的翅膀
汽车的尾巴
无机非金 属材料
新型无机非金属材料
传统无机非金属材料 （硅酸盐为主要成分）
水泥 玻璃 陶瓷
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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.
硅酸盐和硅单质
由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为了简化对 硅酸盐组成的表示方法，采用了氧化物法，实际上 硅酸盐不是以简单氧化物形成存在的，而是以结构 复杂的盐的形式存在的．
碳 △ C＋4HNO3(浓)=====CO2↑＋ 4NO2↑＋2H2O △ C＋2H2SO4(浓)=====CO2↑＋ 2SO2↑＋2H2O 与水或 碱溶液 反应 高温 C＋H2O(g)=====CO＋H2
二、硅单质 1．分类
晶体和无定形两种．
2．晶体硅的物理性质 晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度 大 、 有脆性．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良 半导体 好的 材料．
3．硅的用途
(1)用作半导体材料，做 硅芯片 ，促进信息技术革命的发展． (2)制造 光电池，将光能转换为电能，极有发展前景．
1．硅酸盐结构复杂，化学性质稳定，都不溶于水． ( 2．硅酸钠可写成Na2O· SiO2，则其属于混合物． 提示：错误，因硅酸盐都是化合物．
)
提示：错误，因为有的硅酸盐可溶于水，如Na2SiO3等． ( )
3．玻璃和水玻璃都为固态硅酸盐产品．
(
)
提示：错误，因水玻璃是Na2SiO3溶液的俗名，呈液态．
在半导体工业中有一句行话：“从沙滩到用户”，你 能理解这句话的涵义吗？
提示：这句话是指用 SiO2(沙子的主要成分)生产半导体材料 ——晶体硅的过程．方程式分别为： 高温 高温 SiO2＋2C=====通八达 Si＋2CO↑，Si＋2Cl2=====SiCl4， 电炉 高温 SiCl4＋2H2===== Si＋4HCl.
第二课时
硅酸盐和硅单质
一、硅酸盐 1．概念
硅酸盐是由 硅、氧和金属 组成的化合物的总称．
2．硅酸盐的性质 硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多 不溶 于水， 化学性质很 稳定 ．
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用氧化物形式表示硅酸盐的组成
①硅酸钠Na2SiO3 _N__a__2_O_•_S__iO__2__ ②硅酸钙CaSiO3 _C__a_O__•_S_i_O__2___ ③高岭石Al2(Si2O5)(OH)4 A__l_2_O_3_•_2__S_i_O_2_ •2H2O ④正长石KAlSi3O8 _K_2_O___•_A__l_2_O_3__•_6_S__iO_ 2 ⑤普通玻璃的大致组成 N__a__2_O__•__C_a_O__•_6__S_i_O_2__ ⑥水泥的主要成分_3_C__a_O__•_S_i_O__2_、___2_C__a_O__•_S_i_O2、
硅酸盐工业
Hale Waihona Puke 无机硅非
酸
金
盐
属
产
材
品
料
玻璃 水泥 陶瓷
玻璃
玻璃
原料：纯碱、石灰石、石英
设备：玻璃窑
条件：高温熔融
主要反应：
高温 SiO2+CaCO3 ==
CaSiO3+CO2
高温
SiO2+Na2CO3 == Na2SiO3+CO2
主要成份：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅
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
Si + 2F2 = SiF4 Si + 4HF = SiF4+2H2 Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3 + 2H2 ②加热或高温条件下： Si+O2==SiO2
高温 Si + C == SiC
无游离态 硅元素 只有化合态
常温不活泼
Si + F2 Si + HF Si + NaOH
单质硅
瓷器
原料：黏土 条件：高温烧结
陶瓷
传统无机非金属材料： 陶瓷、玻璃、水泥；
新型无机非金属材料：
新型陶瓷
高温结构陶瓷、压电陶瓷 透明陶瓷、超导陶瓷等
硅单质
（1）硅的同素异形体：硅有__两___种同素异形体，分 别是___晶__体__和__无__定__形_______________。
（ 2 ） 晶 体 硅 是 _灰__黑___ 色 、 有 __金__属__光__泽___ 、 _____硬__而__脆____ 的 固 体 。 它 的 结 构 类 似 于 __金__刚__石____,其熔沸点都很高，硬度__大____，导电
结论
木条、滤纸易 燃烧
放入Na2SiO3 饱和溶液
水分蒸发后不 燃烧
Na2SiO3可作 防火剂
关于硅酸盐说明：
1. 除硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵以外其它均难溶于水;
2.硅酸钠是常见的可溶性硅酸盐之一，俗称泡花碱；它 的水溶液俗称水玻璃，是一种粘合剂；
[水玻璃可保存玻璃瓶中,但不能使用玻璃塞,要用橡胶塞]
性界__于__导__体__和__绝__缘__体__之__间____，是良好的_半__导___体___
材料，广泛地应用于电子工业。硅是人类将 ____太__阳__能______转换_____电__能_____的常用材料。
硅的化学性质
① 常温下稳定，不与H2SO4、HNO3、Cl2、O2等强氧 化剂反应； 仅与少数物质反应：
B.水泥 D.普通玻璃
2.下列叙述正确的是( BD )
A.酸均不能与酸性氧化物反应
B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸
C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同
D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同
3.下列物质有固定熔点的是（ C ） A.水泥 B.玻璃 C.Na2O·SiO2 D.水玻璃
3CaO• Al2O3
⑦黏土的主要成分___A_l_2_O__3_•_2_S_i_O__2_•_2__H_2_O____
硅酸钠（Na2SiO3）
最简单的硅酸盐—— 硅酸钠（Na2SiO3）， 其水溶液俗称为水玻璃， 硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀， 可用作肥皂填料、木材防火剂等 。
现象
放入 蒸馏水
水分蒸发后就 燃烧
O2 C 高温
加热能与某
些非金属单
质反应（O2、
Cl2）
硅可制造集成路、
太阳能电池等；硅
合金可用来制造变
压器铁芯、耐酸设
备等。
HF
SiO2
硅酸盐
Na2SiO3、 CaSiO3
二氧化硅是光导纤维 的主要原料，光导纤 维可用作通讯材料和 制造医用内窥镜等
1.下列物质中属于纯净物的是( A )
A.Na2CO3·10H2O C.纯净的盐酸
背景知识回顾：
根据上节课的学习，请写出下列反应的化学方 程式
(1)SiO2+CaO 高=温 CaSiO3 (2) SiO2 +2 NaOH = Na2SiO3+H2O
以上两个反应中生成的盐都是____硅___酸___盐_______。
硅酸盐
由硅、氧和金属组成的化合物的总称,是结构复 杂的固体物质，大多数不溶于水，化学性质稳定。