化学1必修4.1《无机非金属材料的主角硅》教学课件PPT资料.ppt
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(二)硅在周期表中的位置与结构CSi回忆总结硅的结构及性质碳在第三周期、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,主要形成正四价化合物,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。
(二)硅在周期表中的位置与结构硅的结构及性质美丽的玻璃雕花艺术水水晶晶水晶制品玛玛瑙瑙瓷器是中国最伟大的创造之一,所以中国被誉为“瓷国”秦砖汉瓦秦始皇陵兵马俑秦始皇陵兵马俑三峡大三峡大坝东方明珠现代建筑离不开玻璃的装饰和采光二氧化硅的存在1、二氧化硅(SiO2)结晶形(石英晶体)无定形硅藻土水晶玛瑙二氧化硅的存在什么是石英、水晶、玛瑙?
硅石具有彩色环状或层状的石英称为玛瑙在25和101kPa的条件下,由单质碳生成1molCO2时放热393.5kJ;
而在同样条件下,1mol硅生成1molSiO2时放热910.9kJ。
放热越多,其生成物通常越稳定,可见SiO2比CO2更容易生成,而且更稳定。
二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构SiO2的晶体结构晶体Si的结构科学视野单质硅和SiO2都是正四面体结构。
性质很稳定二氧化硅的结构二氧化硅的晶体结构二氧化硅的结构每1个Si原子周围结合4个O原子,Si在中心,O在四个顶角,同时每1个O原子周围结合2个Si原子二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2:
1用SiO2来表示二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式,是化学式二氧化硅的晶体结构二氧化硅的结构根据上述二氧化硅的结构及学过的二氧化碳的性质你能否判断SiO2的物理性质和化学性质呢?
主要用作装饰物、石英坩埚、光导纤维等二氧化硅的性质想想议议想想议议
(2)SiO2的物理性质坚硬难熔固体,不溶于水二氧化碳二氧化硅二氧化碳二氧化硅状态物理性质化学性质与水反应与碱反应与碱性氧化物反应与酸反应用途CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不反应SiOSiO222NaOH2NaOH=NaNa22SiOSiO33HH22OOSiOSiO22CaO=CaSiOCaO=CaSiO33固态熔点低气态熔点高、硬度大SiOSiO224HF=SiF4HF=SiF442H2H22OO人工降雨,灭火等装饰、石英坩埚、光纤二氧化硅和二氧化碳性质比较v从表中可以看出,二氧化硅能与碱反应生成相应的盐和水,是一种酸性氧化物,它不能通过溶于水得到相应的酸硅酸。
v酸性氧化物一般不与酸发生化学反应,而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应,这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。
以上两点,属二氧化硅的特性。
v由此,我们总结出二氧化硅的主要化学性质为:
不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。
二氧化硅和二氧化碳性质比较二氧化硅的化学性质1.是酸性氧化物2.能与碱反应3.能与碱性氧化物反应4.能与氢氟酸反应(特性)
【小结】二氧化硅与生产生活1,实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞?
NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成可溶于水的Na2SiO3,使瓶塞部分粘结而无法打开。
因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。
SiO22NaOH=Na2SiO3H2O实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶你知道吗?
二氧化硅的性质和用途HF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。
SiOSiO224HF=SiF4HF=SiF442H2H22OO3.某同学根据SiOSiO22既可与碱反应既可与碱反应,也能与也能与氢氟酸反应,推断SiOSiO22为两性氧化物为两性氧化物.是否正确是否正确?
2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?
此反应常用于雕刻玻璃此反应常用于雕刻玻璃不正确。
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,但是属于酸性氧化物。
SiOSiO224HF=SiF4HF=SiF442H2H22OO二氧化硅的性质和用途想一想,议一议高纯度的硅是常见的最重要的半导体材料,水泥、陶瓷、玻璃等是常见的重要的含硅无机非金属材料。
沙子硅芯片计算机沙子光导纤维计算机光通信你能在沙子与计算机之间、沙子与计算机光通信之间建立起某种联系吗?
Si价值5元的沙子SiO2点沙成金价值5000元的芯片想一想,议一议现代通信用光缆光导纤维手术头灯用光导纤维做无开刀手术光学纤维胃镜二氧化硅的现代应用化学化学技术技术社会社会二氧化硅二氧化硅难溶于水,那溶于水,那么么如何制得如何制得硅酸呢?
硅酸呢?
硅酸凝胶硅酸凝胶经干燥脱水后干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶,称得到多孔的硅酸干凝胶,称为“硅胶硅胶”。
硅酸是一种硅酸是一种弱酸弱酸,不溶于水不溶于水,不能使不能使指示剂变色指示剂变色,是一种,是一种白色粉末白色粉末状的固体。
状的固体。
常用做干燥常用做干燥剂22、硅酸、硅酸(HH22SiOSiO33)
(1)
(1)性质性质:
(2)
(2)制备制备:
【用用途途】:
生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶,经干燥脱水就形成硅酸干胶,称为胶,经干燥脱水就形成硅酸干胶,称为“硅胶硅胶”。
常常用做干燥剂。
如何制取硅酸?
硅酸钠溶液、酚酞、稀盐酸、稀硫酸实验原理:
实验探究Na2SiO3+_H2SiO3实验试剂:
硅酸的性质和用途制取原理:
强酸制弱酸现象结论化学方程式离子方程式滴入酚酞后溶液变红,再滴入稀盐酸,溶液红色变浅至无色,同时有白色胶状沉淀产生a.NaNa22SiOSiO33溶液呈碱性。
b.可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸,c.先形成硅酸溶胶,后形成硅酸凝胶.d.静置则形成硅酸沉淀。
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体)SiO32-+2H+=H2SiO3(胶体)硅酸的性质和用途【方法步骤】:
向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞,再滴入稀盐酸阅读课本P76探究实验4-1硅胶泳帽硅胶干燥剂说明硅胶具有哪些性质?
化学化学技术技术社会社会1.了解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。
v2.二氧化硅的结构和性质v3.硅酸制取原理、性质和硅胶的用途v4.硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实学后应知学后应知2.教学重点、难点教学重点教学重点教学难点教学难点二氧化硅的结构二氧化硅的性质和硅酸的制备课堂练习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()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.纯碱溶液B.盐酸C.硫酸D.苛性钠溶液BB3、下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是()A.HF溶液B.KOH溶液C.盐酸D.水玻璃C4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是()A.CO2溶于水形成碳酸,SiO2难溶于水B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C.高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体,通入可溶性硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀B课堂练习6.下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成的是()A.CO2H2CO3B.SiO2Na2SiO3C.Na2ONa2CO3D.SiO2H2SiO35.能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末鉴别开来的试剂是()A.NaOH溶液B.水C.氢氟酸D.稀盐酸DD课堂练习作业:
课本P801、2、7、9、10第四章非金属及其化合物第二课时硅酸盐、硅单质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本课学习内容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的原因。
4.硅单质的性质及广泛应用硅酸盐的丰富性和多样性人面鱼纹盆科学视野化学化学技术技术社会社会化学化学技术技术社会社会普通玻璃:
Na2OCaO6SiO2化学化学技术技术社会社会陶瓷日用器皿、建筑饰材、卫生洁具化学化学技术技术社会社会具有均匀微孔结构的铝硅酸盐分子筛化学化学技术技术社会社会生物陶瓷人造骨化学化学技术技术社会社会硅酸盐1、定义:
硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称2、性质:
硅酸盐种类很多,大多数难溶于水,化学性质稳定。
最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3,K2SiO3三、硅酸盐硅酸盐的存在形式、性质、工业制备和用途1、硅酸盐组成的表示方法:
(1)化学式法:
适用于简单的硅酸盐如:
Na2SiO3,K2SiO3、CaSiO3等。
活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。
氧化物前系数配置原则:
除氧元素外,其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。
硅酸钠:
Na2SiO3Na2OSiO2硅酸钙:
CaSiO3CaOSiO2高岭石:
Al2(Si2O5)(OH)4Al2O32SiO22H2O正长石:
KAlSiOKAlSiO33不能写成K2OAl2O33SiO2,应写成K2OAl2O36SiO2
(2)氧化物法资料卡片2、硅酸盐在自然界的转化硅酸盐矿石长期受到空气中的二氧化碳和水的侵蚀后,逐渐风化分解,生成的可溶物质随雨水流入江河、海洋,留下大量的黏土形成土壤胶体,因其表面巨大且一般带负电,能吸附NH4+,K+等营养离子,从而具有保肥能力。
硅酸盐是如何具有保肥能力的?
3、硅酸钠(Na2SiO3)硅酸钠是白色固体,易溶于水,其水溶液俗称水玻璃,又称泡花碱,是一种无色粘稠的液体,是一种矿物胶,黏性很强,可以作黏胶剂和木材防火剂。
阅读课本P65并探究实验4-2小木条放入蒸馏水中放入硅酸钠饱和液中现象结论水分蒸发后燃烧水分蒸干后不燃烧硅酸钠能防火水不能防火
(1)物理性质1.硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象?
为什么?
2.将用水玻璃浸过的、长期存放的鲜蛋敲碎,你会看到什么现象?
硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。
因为发生下列反应:
Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3能说明硅酸的酸性比二氧化碳酸性弱观察到鲜蛋没有坏用作防腐剂学后应知学后应知
(2)硅酸钠的化学性质硅酸钠的化学性质相对稳定,不能燃烧,不易被腐蚀,热稳定性好。
与酸反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3与盐反应CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl(3)硅酸钠的用途可以作肥皂填料,可以用做建筑
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