高考化学 第10讲 无机非金属材料的主角 碳和硅课件
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化学 必修 《无机非金属材料的主角 硅》教学课件
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
硅单质（Si）
晶体硅的存在及用途
硅
芯 片
硅太阳能电池
是
各
种
计
算
机
、
微
电
子
产
品
的
核
心
硅谷 Silicon Valley
美国的硅谷——“斯坦福科研工业区” 是美国电子和计算机工业中心，位于美国 西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣 克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长48公 里，宽16公里的长条形地带上。由于它集 中了全世界90％以上的著名半导体公司， 而半导体的基本元件是硅片，所以该地区 被称为“硅谷”。
二 氧化硅 的性质 和硅酸 的制备
2.教学重点、难点
教学重点 教学难点
二 氧化硅 的结构
作业：课本P80 ——1、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 无机非金属材料的主角——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
硅酸盐的存在形式、性质、工业制备和
用途
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
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。
Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4
硅单质（Si）
晶体硅的存在及用途
硅
芯 片
硅太阳能电池
是
各
种
计
算
机
、
微
电
子
产
品
的
核
心
硅谷 Silicon Valley
美国的硅谷——“斯坦福科研工业区” 是美国电子和计算机工业中心，位于美国 西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣 克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长48公 里，宽16公里的长条形地带上。由于它集 中了全世界90％以上的著名半导体公司， 而半导体的基本元件是硅片，所以该地区 被称为“硅谷”。
二 氧化硅 的性质 和硅酸 的制备
2.教学重点、难点
教学重点 教学难点
二 氧化硅 的结构
作业：课本P80 ——1、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 无机非金属材料的主角——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
硅酸盐的存在形式、性质、工业制备和
用途
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
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。
Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4
无机非金属材料的主角——硅课件(最新)高中化学必修一PPT(46页)
无 机 非 金 属 材料的 主角— —硅课 件（最 新）高 中化学 必修一 PPT(46 页)
三、硅酸 1．性质： (1)弱酸性： 向Na2SiO3溶液中通入CO2，生成白色沉淀：Na2SiO3＋CO2＋H2O=== H2SiO3↓＋Na2CO3。结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性更__弱____。 (2)不稳定性。 H2SiO3不稳定，受热易分解：H2SiO3==△===SiO2＋H2O。 点拨：硅酸不能使紫色石蕊试液变色。
3．(2019·四川成都七中高一阶段性测试)下列叙述正确的是
(C )
A．SiO2既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以SiO2属于两性氧 化物
B．因为Na2CO3＋SiO2=高==温==Na2SiO3＋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．CO2和SiO2都是由分子构成的化合物，所以两者物理性质相似
是还原剂，CO2和SiO2都作氧化剂，C正确；CO2是由分子构成的化合物，SiO2
是由硅原子和氧原子构成的立体网状结构的化合物，不存在单个的分子，两者
结构不同，物理性质相差较大，D错误。
4 ． (2019· 黑 龙 江 哈 尔 滨 六 中 高 一 月 考 ) 诺 贝 尔 物 理 学 奖 曾 授 予 “ 光 纤 之 父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。 光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是 ( D )
黏土
主要设备 水泥回转窑
玻璃窑 /
4．特殊功能的含硅物质： (1)金刚砂(SiC)具有类似___金__刚__石___的结构，硬度很大，可用作砂纸、砂轮 磨料。 (2)硅钢(含Si 4%)具有很高的__导__磁__性____，主要用作变压器铁芯。 (3)硅橡胶，既耐高温又耐低温，用于制造火箭、导弹的零件。 (4)人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐)，主要用作吸附剂和 __催__化__剂____。
高考化学第一轮复习精品无机非金属材料的主角――硅1PPT课件
2．二氧化碳和二氧化硅的比较
空间网状立体
大 高
低 固
CO2＋H2O
H2CO3
SiO2＋4HF === SiF4↑＋2H2O
SiO2＋2NaOH === Na2SiO3＋H2O
橡胶
CO2＋2NaOH === Na2CO3＋H2O或CO2＋ NaOH === NaHCO3
SiO2＋Na2CO3=高= =温= = Na2SiO3＋CO2↑
1．硅酸
(1)物理性质 硅酸不 溶于水，其酸性比碳酸弱 ，硅酸不能 (填“能”
或“不能”)使紫色石蕊试液变红色．
(2)化学性质 ①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3=
=△= =
=
SiO2＋H2O.
②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方 程式为 H2SiO3＋2NaOH === Na2SiO3＋2H2O. ③硅酸在水中易聚合形成胶体．硅胶吸附水分能力强，
(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物的形式： ①KAlSi3O8________________________________________. ②Al2Si2O5(OH)4____________________________________. (2)这个反应能够发生的原因是________________________
4．下列试剂的保存方法正确的是 A．氢氟酸存放在玻璃瓶中 B．烧碱溶液存放在带橡胶塞的玻璃瓶中 C．水玻璃存放在滴瓶中 D．液溴直接存放在棕色滴瓶中
()
解析：因为氢氟酸易与玻璃中的SiO2反应，故不能保存 在玻璃瓶中，A不正确．盛放烧碱溶液的试剂瓶若使用 玻璃塞封口，玻璃塞中的SiO2跟碱液反应生成Na2SiO3， 而使瓶口和瓶塞黏结在一起，B正确．滴瓶是瓶口带有 磨口胶头滴管的玻璃试剂瓶，而水玻璃是Na2SiO3的水 溶液，其本身就能把玻璃滴管与瓶口粘在一起，C不正 确．液溴很容易挥发，若把液溴存放在棕色滴瓶中，会 腐蚀胶头中的橡胶，D不正确．
第10讲 无机非金属材料的主角——碳、硅 课件
于水。 ②一般来说,在相同温度下,难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度,如 溶解度Ca(HCO3)2>CaCO3;可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度,如溶 解度Na2CO3>NaHCO3。
(2)热稳定性
①一般来说,热稳定性顺序为:正盐>酸式盐>碳酸,如稳定性Na2CO3> NaHCO3>H2CO3。
2019高考一轮总复习 • 化学
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典例1 (2017北京理综,6)古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于
无机物的是 ( A )
A.瓷器
B.丝绸
C.茶叶
D.中草药
2019高考一轮总复习 • 化学
答案 A 瓷器的主要成分是硅酸盐,属于无机物;丝绸的主要成分是蛋 白质,属于有机物;茶叶、中草药的主要成分是有机物。
H2SiO3与CO2不反应,浑浊不会消失;C项,CO2+Ca(ClO)2+H2O
2HClO,溶液变浑浊后加入品红溶液,品红被HClO氧化而褪色;D项, 首先发生反应CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O,继续通CO2,生成可溶于
水的Ca(HCO3)2,再加入足量的NaOH,发生反应2NaOH+Ca(HCO3)2 CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,溶液又变浑浊。
2019高考一轮总复习 • 化学
答案 B A项,两性氧化物是指与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物, SiO2与HF反应生成的SiF4不属于盐类;C项,吸水后的硅胶加热失水后可 以继续使用;D项,图中SiO2与碳酸钠的反应、硅酸的生成及硅酸分解等 均为非氧化还原反应。
2019高考一轮总复习 • 化学
2019高考一轮总复习 • 化学
高考化学 第10讲 无机非金属材料的主角 碳和硅
答案 (1)✕ (2)✕ (3)✕ (4)✕ (5)✕ (6)✕
课件ppt
5.硅及其化合物的应用范围很广,下列说法正确的是 ( ) A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C.石英玻璃和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 答案 A 粗硅制备单晶硅涉及两个反应:Si+2Cl2 SiCl4,SiCl4+2H2
SiF4↑+2H2O、SiO2+2KOH K2SiO3+H2O、SiO2+Na2CO3 Na2 SiO3+CO2↑。
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题组三 无机非金属材料 7.判断下列说法是否正确。 (1)水晶、玻璃、陶瓷、水泥都属于硅酸盐。 ( ) (2)水晶可制太阳能电池。 ( ) (3)陶瓷、水泥、金刚砂及所有的玻璃都是硅酸盐产品。( ) (4)合成纤维和光导纤维都是有机高分子材料。 ( ) (5)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料。 ( )
胶 维
复
合
材
料
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2.传统无机非金属材料
水泥
玻璃
陶瓷
主要原料 ① 黏土、石灰石、石膏 ② 石灰石、石英砂、纯碱
主要设备 ③ 水泥回转窑
玻璃窑
黏土 陶瓷窑
变化 复杂的物理、化学变化 过程
主要反应:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑④ CaCO3+ SiO2CaSiO3+CO2↑
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b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,反应的离子方程式为
Si
O
+2
3
CO2+H2O
H2SiO3(胶体)+C
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5.硅及其化合物的应用范围很广,下列说法正确的是 ( ) A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C.石英玻璃和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 答案 A 粗硅制备单晶硅涉及两个反应:Si+2Cl2 SiCl4,SiCl4+2H2
SiF4↑+2H2O、SiO2+2KOH K2SiO3+H2O、SiO2+Na2CO3 Na2 SiO3+CO2↑。
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题组三 无机非金属材料 7.判断下列说法是否正确。 (1)水晶、玻璃、陶瓷、水泥都属于硅酸盐。 ( ) (2)水晶可制太阳能电池。 ( ) (3)陶瓷、水泥、金刚砂及所有的玻璃都是硅酸盐产品。( ) (4)合成纤维和光导纤维都是有机高分子材料。 ( ) (5)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料。 ( )
胶 维
复
合
材
料
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2.传统无机非金属材料
水泥
玻璃
陶瓷
主要原料 ① 黏土、石灰石、石膏 ② 石灰石、石英砂、纯碱
主要设备 ③ 水泥回转窑
玻璃窑
黏土 陶瓷窑
变化 复杂的物理、化学变化 过程
主要反应:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑④ CaCO3+ SiO2CaSiO3+CO2↑
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b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,反应的离子方程式为
Si
O
+2
3
CO2+H2O
H2SiO3(胶体)+C
人教版高中化学必修1：无机非金属材料的主角----硅_课件38
SiO2
CFl22：：SSii＋＋22FC2=l2==△SiFS4 iCl4
与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
二、硅酸、硅酸盐 1.硅酸 硅酸 不 溶于水，其酸性比碳酸 弱 ，硅酸 不能 (填 “能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。 (1)硅酸不稳∆定，受热易分解：
H2SiO3 === SiO2＋H2O (2)硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH 溶液反应的化 学方程式为： H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O 。
(9)一般情况，非常活泼的金属(Na、K 等)才能够置 换出水中的氢，但 C＋H2O(g) =高==温==CO＋H2。
(10)一般情况，酸性氧化物与水反应生成相应的
酸，如 CO2＋H2 与水反应。
2CO3，但 SiO2 不溶于水，不
2. 硅与铝的相似性及区别
(1)与强碱溶液反应时相似
①Si、Al 均与 NaOH 溶液反应生成盐和 H2。 ②SiO2、Al2O3、H2SiO3、H3AlO3[Al(OH)3]均与 NaOH 溶液反应生成盐和水。
注意事项：①氧化物之间以“·”隔开；②计量数配 置出现分数应化为整数。
例如：长石 KAlSi3O8 不能写成12K2O·12Al2O3·3SiO2， 应写成 K2O·Al2O3·6SiO2。
三、无机非金属材料
1. 硅酸盐材料
水泥
玻璃
陶瓷
生产原 料
主要设 备
石灰石、 纯碱、石灰石、
黏土
黏土
石英
水泥回 转窑
解析 A 是不溶于硫酸、硝酸等强酸的高熔点化
合物，它能与纯碱熔融反应，而且放出气体 C，可初 步判断 A 可能是 SiO2，B 可能是 Na2SiO3，C 可能是 CO2。若把 CO2 通过 Na2SiO3 溶液中，会得到胶状沉 淀 H4SiO4，H4SiO4 在干燥空气中易脱水生成 H2SiO3， H2SiO3 加热生成 SiO2。
无机非金属材料的主角──硅 课件
D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
解析：晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属 于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性也介 于金属导体和非金属绝缘体之间，是良好的半导体材 料．硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍 能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热至一定 温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应．
CO2不足：CO2＋2NaOH === Na2CO3＋H2O CO2过量：CO2＋2NaOH === Na2CO3＋H2O
CO2＋Na2CO3＋H2O === 2NaHCO3 即CO2＋NaOH === NaHCO3
2.产物判断
n(CO2)/n(NaOH) < ＝ ～1 ≥1
低温蒸干所得物质
NaOH、Na2CO3 Na2CO3
H2O＋SiO2 .
(3)制备及用途 可溶性硅酸盐溶液与其他酸溶液反应可制得硅 酸．如硅酸钠溶液与盐酸反应，其离子方程式为： ＋2H＋=== H2SiO3↓ .硅胶可用作 干燥剂 、 催化剂 的载体．
2．硅酸盐 (1)硅酸盐
由硅、氧和金属 组成的化合物的总称．硅酸盐结构复 杂，大多 不溶于水 ，化学性质 很稳定 ．
答案：D
3．用1 L 1.0 mol/L NaOH溶液吸收0.8 mol CO2，所得溶液
中与
的物质的量浓度之比约是 ( )
A．1∶3
B．1∶2
C．2∶3
D．3∶2
解析：n(NaOH)＝1 L×1.0 mol/L＝1.0 mol，则
n(CO2)∶n(NaOH)＝4∶5,4CO2＋5NaOH=== Na2CO3＋
硅酸盐组成的表示方法 1．表示形式
硅酸盐种类繁多，结构复杂，通常用二氧化硅和金 属氧化物的组合形式来表示其组成，如：硅酸钠 (Na2SiO3)：Na2O·SiO2，正长石(KAlSi3O8)： K2O·Al2O3·6SiO2.
高考课标版化学A版精品课件：专题十五 无机非金属材料的主角——碳和硅
联系？”，并先在头脑中理一理思路，想好回答时，先答什么，后答什么。老师对你的回答做出点评和讲解，指出大家都应该注意的问题和标准答案时 你一定要仔细听讲，从中发现哪些是应当记住和掌握的。
2019/9/23
最新中小学教学课件
9
谢谢欣赏！
2019/9/23
最新中小学教学课件Fra bibliotek10三 硅酸盐
1.Na2SiO3:Na2SiO3的水溶液俗称① 水玻璃 。 a.贮存:盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,因为Na2SiO3是一种矿 物胶,能把试剂瓶和瓶塞黏合在一起。
b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,离子方程式为② Si O32+CO2+H
2O H2SiO3↓+C O32 。
硅与烧碱溶液发生反应的化学方程式为② Si+2NaOH+H2O
Na2SiO3+2H2↑ 。
(2)加热时,可与O2、Cl2等非金属单质反应。
硅与O2反应的化学方程式为Si+O2 SiO2。
4.用途:用于制作半导体元件、太阳能电池、计算机芯片。
二 二氧化硅、硅酸
1.二氧化硅
SiO2
2.硅酸
H2SiO3
考点一
一 碳的单质
知识清单
碳的单质及其重要化合物的性质 <基础知识>
碳
二 碳的重要化合物
考点二 硅及无机非金属材料 <基础知识>
一硅
1.存在 硅元素在自然界全部以① 化合态 形式存在。单质硅有晶体和无定 形两种。 2.物理性质 晶体硅的熔、沸点高,硬度大。 3.化学性质 (1)常温下,硅能与F2、HF、NaOH反应。
一些，那不要紧，只要明白即可。 第二，朗读。 老师要求大家朗读课文、单词时一定要出声地读出来。 第三，提问。 听课时，对经过自己思考过但未听懂的问题可以及时举手请教，对老师的讲解，同学的回答，有不同看法的，也可以提出疑问。这种方法也可以保证
2019/9/23
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最新中小学教学课件Fra bibliotek10三 硅酸盐
1.Na2SiO3:Na2SiO3的水溶液俗称① 水玻璃 。 a.贮存:盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,因为Na2SiO3是一种矿 物胶,能把试剂瓶和瓶塞黏合在一起。
b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,离子方程式为② Si O32+CO2+H
2O H2SiO3↓+C O32 。
硅与烧碱溶液发生反应的化学方程式为② Si+2NaOH+H2O
Na2SiO3+2H2↑ 。
(2)加热时,可与O2、Cl2等非金属单质反应。
硅与O2反应的化学方程式为Si+O2 SiO2。
4.用途:用于制作半导体元件、太阳能电池、计算机芯片。
二 二氧化硅、硅酸
1.二氧化硅
SiO2
2.硅酸
H2SiO3
考点一
一 碳的单质
知识清单
碳的单质及其重要化合物的性质 <基础知识>
碳
二 碳的重要化合物
考点二 硅及无机非金属材料 <基础知识>
一硅
1.存在 硅元素在自然界全部以① 化合态 形式存在。单质硅有晶体和无定 形两种。 2.物理性质 晶体硅的熔、沸点高,硬度大。 3.化学性质 (1)常温下,硅能与F2、HF、NaOH反应。
一些，那不要紧，只要明白即可。 第二，朗读。 老师要求大家朗读课文、单词时一定要出声地读出来。 第三，提问。 听课时，对经过自己思考过但未听懂的问题可以及时举手请教，对老师的讲解，同学的回答，有不同看法的，也可以提出疑问。这种方法也可以保证
人教必修非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角硅教学课件
②与盐反应（复分解）
CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3↓+2NaCl （3）、用途
可以作肥皂填料，还可以用做建筑、纸张的 黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火剂
人教必修非金属及其化合物第一节无 机非金 属材料 的主角 硅ppt
人教必修非金属及其化合物第一节无 机非金 属材料 的主角 硅ppt
你能指出常见的硅酸盐产品有哪些吗
人教必修非金属及其化合物第一节无 机非金 属材料 的主角 硅ppt
人教必修非金属及其化合物第一节无 机非金 属材料 的主角 硅ppt
课堂小结
1了解硅酸盐的概念和物理性质。 2会用氧化物来表示硅酸盐的组成。 3会写Na2SiO3溶液与酸和CO2的反应方程式。 4 理解玻璃的三原料，两反应，三成分 5会写硅单质与F2 、HF、强碱的反应方程式。 6了解工业冶炼Si的反应原理，会写SiO2与C在 高温下的化学反应方程式。
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D. 二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
人教必修非金属及pt
人教必修非金属及其化合物第一节无 机非金 属材料 的主角 硅ppt
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 C．硫酸 D．苛性钠溶液
4．下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是（ B ） A．SiO2 +2C=====Si+2CO↑ B． SiO2 +2NaOH=====Na2SiO3+H2O C．SiO2 +4HF=====Si F4↑+2H2O D．SiO2 +CaCO3=====CaSiO3+CO2↑ 5．下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是（ C ） A．烧碱溶液 B．浓硫酸 C．氢氟酸 D．碳酸钠溶液
CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3↓+2NaCl （3）、用途
可以作肥皂填料，还可以用做建筑、纸张的 黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火剂
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你能指出常见的硅酸盐产品有哪些吗
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课堂小结
1了解硅酸盐的概念和物理性质。 2会用氧化物来表示硅酸盐的组成。 3会写Na2SiO3溶液与酸和CO2的反应方程式。 4 理解玻璃的三原料，两反应，三成分 5会写硅单质与F2 、HF、强碱的反应方程式。 6了解工业冶炼Si的反应原理，会写SiO2与C在 高温下的化学反应方程式。
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D. 二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
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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 C．硫酸 D．苛性钠溶液
4．下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是（ B ） A．SiO2 +2C=====Si+2CO↑ B． SiO2 +2NaOH=====Na2SiO3+H2O C．SiO2 +4HF=====Si F4↑+2H2O D．SiO2 +CaCO3=====CaSiO3+CO2↑ 5．下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是（ C ） A．烧碱溶液 B．浓硫酸 C．氢氟酸 D．碳酸钠溶液
人教版高中化学必修一4.1《无机非金属材料的主角——硅》实用课件最新课件
Si+2F2 = SiF4 Si+4HF = SiF4+2H2↑
加热时，Si可以和O2、 Cl2等反应。
你知道吗?
常温下，单质 碳、硅的化学 性质都不活泼， 为什么碳在自 然界中有稳定 的单质（金刚 石）存在，而 硅却没有？
单质硅的化学性质虽然稳
定，但硅是一种亲氧元素， 硅原子和氧原子的结合非常 牢固，形成的二氧化硅或硅 酸盐中的硅氧化学键非常牢 固，硅氧键一旦形成就很难 被破坏，所以，自然界中硅 都是以二氧化硅或硅酸盐的 形式存在，没有游离态的硅。
（2）跟碱性氧化物反应
高温
SiO2＋CaO ＝ CaSiO3 ， 比较：CO2＋CaO＝CaCO3， 条件的不同说明什么问题？
设疑: 实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛
放其它溶液的试剂瓶有何不同？为什 么？
（3）与氢氟酸反应
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O • 注 用意 HF：来玻刻璃蚀中玻含璃有。SiO2，所以可以
Na2SiO3 + 2HCl= H2SiO3 (胶体) +2NaCl
（2）Na2SiO3溶液通入CO2：
Na2SiO3 + H2O+CO2= H2SiO3 (胶体) + Na2CO3
4、硅胶：（1）主要成分： H2SiO3 ，
（2）制备：H2SiO3的浓溶液→硅酸凝胶→硅胶
（3）用途：干3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体)
思考：分析以上制取原理，若将CO2通入 Na2SiO3溶液中有何现象? (温馨提示: 碳酸的酸性强于硅酸的酸性)
Na2SiO3 + CO2+H2O = Na2CO3 + H2SiO3(胶体)
加热时，Si可以和O2、 Cl2等反应。
你知道吗?
常温下，单质 碳、硅的化学 性质都不活泼， 为什么碳在自 然界中有稳定 的单质（金刚 石）存在，而 硅却没有？
单质硅的化学性质虽然稳
定，但硅是一种亲氧元素， 硅原子和氧原子的结合非常 牢固，形成的二氧化硅或硅 酸盐中的硅氧化学键非常牢 固，硅氧键一旦形成就很难 被破坏，所以，自然界中硅 都是以二氧化硅或硅酸盐的 形式存在，没有游离态的硅。
（2）跟碱性氧化物反应
高温
SiO2＋CaO ＝ CaSiO3 ， 比较：CO2＋CaO＝CaCO3， 条件的不同说明什么问题？
设疑: 实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛
放其它溶液的试剂瓶有何不同？为什 么？
（3）与氢氟酸反应
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O • 注 用意 HF：来玻刻璃蚀中玻含璃有。SiO2，所以可以
Na2SiO3 + 2HCl= H2SiO3 (胶体) +2NaCl
（2）Na2SiO3溶液通入CO2：
Na2SiO3 + H2O+CO2= H2SiO3 (胶体) + Na2CO3
4、硅胶：（1）主要成分： H2SiO3 ，
（2）制备：H2SiO3的浓溶液→硅酸凝胶→硅胶
（3）用途：干3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体)
思考：分析以上制取原理，若将CO2通入 Na2SiO3溶液中有何现象? (温馨提示: 碳酸的酸性强于硅酸的酸性)
Na2SiO3 + CO2+H2O = Na2CO3 + H2SiO3(胶体)
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Si+4HCl,两个反应都是氧化还原反应,B错;石英玻璃的主要成分是二 氧化硅,不属于硅酸盐制品,C错;硅与盐酸不反应,D错。
nnn
16
6.在一定条件下,不能与SiO2反应的是 ( ) ①焦炭 ②SO2 ③CaO ④氢氟酸 ⑤高氯酸 ⑥KOH溶液 ⑦Na2CO3
⑧N2 A.③⑤⑦ B.⑤⑦⑧ C.②⑤⑧ D.⑧ 答案 C SiO2+2C Si+2CO↑、SiO2+CaO CaSiO3、SiO2+4HF
nnn
10
组成 用途
硅酸三钙(3CaO·SiO2) 硅酸二钙(2CaO·SiO2) 铝酸三钙(3CaO·Al2O3)
硅酸钠、硅酸钙和二氧 化硅
硅酸盐
重要的建筑材料
制化学实验用的玻璃仪 器、窗玻璃等
在工农业、科技 、生活、实验室 中使用广泛
3.新型无机非金属材料,如⑤ 高温结构陶瓷 、⑥ 光导纤维 等。 主要特性:能承受高温、高强度;具有电学、光学特性;具有生物功能。
SiF4↑+2H2O、SiO2+2KOH K2SiO3+H2O、SiO2+Na2CO3 Na2 SiO3+CO2↑。
nnn
17
题组三 无机非金属材料 7.判断下列说法是否正确。 (1)水晶、玻璃、陶瓷、水泥都属于硅酸盐。 ( ) (2)水晶可制太阳能电池。 ( ) (3)陶瓷、水泥、金刚砂及所有的玻璃都是硅酸盐产品。( ) (4)合成纤维和光导纤维都是有机高分子材料。 ( ) (5)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料。 ( )
nnn
7
b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,反应的离子方程式为
Si
O
+2 Βιβλιοθήκη 3CO2+H2O
H2SiO3(胶体)+C
O
。 2
3
(2)硅酸盐的氧化物表示法
a.书写顺序: 低价 金属氧化物写在前, 高价 金属氧化物写在后;
活泼金属氧化物写在前,不活泼金属氧化物写在后。
b.书写原则:分子中各原子数目比不变,各元素化合价 不变 且代数和
nnn
12
2.将2.8 g硅粉与2.3 g钠同时放入足量水中,采用恰当的方法收集反应过程 中产生的气体(全部收集),这些气体在标准状况下的体积为 ( )
A.1.12 L B.4.48 L C.5.6 L D.3.36 L
答案 D 本题重点考查钠与水、硅与碱溶液反应的有关计算。
2Na+2H2O 2NaOH+ H2↑
nnn
2
2.单质的结构、物理性质与用途比较
碳
硅
结构
金刚石:④ 空间网状 结构;石墨: 晶体硅:与金刚石类似的空间网
层状结构
状结构
物理性质 金刚石熔点高、硬度大;石墨熔点 晶体硅为灰黑色固体,有金属光泽
高、质⑤ 软 ,有滑腻感
、硬度大、熔点⑥ 高
用途
金刚石用作切割刀具,⑦ 石墨 用 晶体硅用作⑧ 半导体 材料、
胶 维
复
合
材
料
nnn
9
2.传统无机非金属材料
水泥
玻璃
陶瓷
主要原料 ① 黏土、石灰石、石膏 ② 石灰石、石英砂、纯碱
主要设备 ③ 水泥回转窑
玻璃窑
黏土 陶瓷窑
变化 复杂的物理、化学变化 过程
主要反应:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑④ CaCO3+ SiO2CaSiO3+CO2↑
复杂的物 理、化学 变化过程
2×23 g
2 mol 22.4 L
2.3 g
0.1 mol 1.12 L
Si + 2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑
28 g 2 mol
2×22.4 L
1.4 g 0.1 mol
2.24 L
反应后硅有剩余,V(H2)=1.12 L+2.24 L=3.36 L。
nnn
13
3.将碳、硅单质的物理性质和用途用短线连接起来。
为零;若系数配置出现分数时应化为正整数。如长石(KAlSi3O8)可表示为K 2O·Al2O3·6SiO2。
nnn
8
题组三 无机非金属材料 1.材料的分类
金
属
材
料
纯
合
金 金
属
无
材料
机
非
金
属
材
料
传
新
统无 型无
塑
机 机 料
非 非
金 金
属 属
材 材
料 料
有
机
合
成
高
分
子
材
料
合
合
成 成
橡 纤
nnn
11
题组一 碳、硅元素的存在及单质的性质和用途
1.判断下列说法是否正确。 (1)碳单质的化学性质主要表现为还原性,能被氧化剂氧化为+2价或+4价的 化合物。 ( ) (2)硅的性质很稳定,在常温下不与任何物质反应。 ( ) (3)C60、金刚石、石墨互为同位素。 ( )
答案 (1)√ (2)✕ (3)✕
作电极、铅笔芯
硅芯片和硅太阳能电池
nnn
3
3.主要化学性质 C—
nnn
4
Si—
nnn
5
题组二 二氧化硅、硅酸、硅酸盐 1.二氧化硅
SiO2
nnn
6
2.硅酸
H2SiO3
3.硅酸盐 (1)Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称 水玻璃 。 a.贮存:盛Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。
课标版 化学
第10讲 无机非金属材料的主角——碳和硅
nnn
1
教材研读
题组一 碳、硅元素的存在及单质的性质和用途 1.存在形态及常见单质 自然界中碳元素既有游离态,又有化合态,而硅元素因有亲氧性,所以仅有 ① 化合 态。碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体,硅单质主要有 ② 晶体硅 和③ 无定形硅 两大类。
答案 (1)✕ (2)✕ (3)✕ (4)✕ (5)✕ (6)✕
nnn
15
5.硅及其化合物的应用范围很广,下列说法正确的是 ( ) A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C.石英玻璃和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 答案 A 粗硅制备单晶硅涉及两个反应:Si+2Cl2 SiCl4,SiCl4+2H2
①金刚石
a.质软、能导电。可制电极
②石墨
b.作吸附剂、脱色剂
③C60
c.熔点高、硬度大。制饰品和切削工具
④活性炭
d.熔点高。半导体材料和制光电池的材料
⑤晶体硅
e.具有特殊结构。可能成为新型催化剂或催化剂载体
答案 ①—c,②—a,③—e,④—b,⑤—d。
解析 略。
nnn
14
题组二 二氧化硅、硅酸、硅酸盐 4.判断下列说法是否正确。 (1)SiO2不与水反应生成硅酸,因此SiO2不是酸性氧化物。 ( ) (2)SiO2不与任何酸反应。 ( ) (3)2C+SiO2 Si+2CO↑,说明C的还原性比Si强。( ) (4)根据反应:SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑,可知SiO2水化物的酸性比H2 CO3强。 ( ) (5)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。 ( ) (6)光导纤维的主要成分是Si。 ( )
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6.在一定条件下,不能与SiO2反应的是 ( ) ①焦炭 ②SO2 ③CaO ④氢氟酸 ⑤高氯酸 ⑥KOH溶液 ⑦Na2CO3
⑧N2 A.③⑤⑦ B.⑤⑦⑧ C.②⑤⑧ D.⑧ 答案 C SiO2+2C Si+2CO↑、SiO2+CaO CaSiO3、SiO2+4HF
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组成 用途
硅酸三钙(3CaO·SiO2) 硅酸二钙(2CaO·SiO2) 铝酸三钙(3CaO·Al2O3)
硅酸钠、硅酸钙和二氧 化硅
硅酸盐
重要的建筑材料
制化学实验用的玻璃仪 器、窗玻璃等
在工农业、科技 、生活、实验室 中使用广泛
3.新型无机非金属材料,如⑤ 高温结构陶瓷 、⑥ 光导纤维 等。 主要特性:能承受高温、高强度;具有电学、光学特性;具有生物功能。
SiF4↑+2H2O、SiO2+2KOH K2SiO3+H2O、SiO2+Na2CO3 Na2 SiO3+CO2↑。
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题组三 无机非金属材料 7.判断下列说法是否正确。 (1)水晶、玻璃、陶瓷、水泥都属于硅酸盐。 ( ) (2)水晶可制太阳能电池。 ( ) (3)陶瓷、水泥、金刚砂及所有的玻璃都是硅酸盐产品。( ) (4)合成纤维和光导纤维都是有机高分子材料。 ( ) (5)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料。 ( )
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b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,反应的离子方程式为
Si
O
+2 Βιβλιοθήκη 3CO2+H2O
H2SiO3(胶体)+C
O
。 2
3
(2)硅酸盐的氧化物表示法
a.书写顺序: 低价 金属氧化物写在前, 高价 金属氧化物写在后;
活泼金属氧化物写在前,不活泼金属氧化物写在后。
b.书写原则:分子中各原子数目比不变,各元素化合价 不变 且代数和
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2.将2.8 g硅粉与2.3 g钠同时放入足量水中,采用恰当的方法收集反应过程 中产生的气体(全部收集),这些气体在标准状况下的体积为 ( )
A.1.12 L B.4.48 L C.5.6 L D.3.36 L
答案 D 本题重点考查钠与水、硅与碱溶液反应的有关计算。
2Na+2H2O 2NaOH+ H2↑
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2.单质的结构、物理性质与用途比较
碳
硅
结构
金刚石:④ 空间网状 结构;石墨: 晶体硅:与金刚石类似的空间网
层状结构
状结构
物理性质 金刚石熔点高、硬度大;石墨熔点 晶体硅为灰黑色固体,有金属光泽
高、质⑤ 软 ,有滑腻感
、硬度大、熔点⑥ 高
用途
金刚石用作切割刀具,⑦ 石墨 用 晶体硅用作⑧ 半导体 材料、
胶 维
复
合
材
料
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2.传统无机非金属材料
水泥
玻璃
陶瓷
主要原料 ① 黏土、石灰石、石膏 ② 石灰石、石英砂、纯碱
主要设备 ③ 水泥回转窑
玻璃窑
黏土 陶瓷窑
变化 复杂的物理、化学变化 过程
主要反应:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑④ CaCO3+ SiO2CaSiO3+CO2↑
复杂的物 理、化学 变化过程
2×23 g
2 mol 22.4 L
2.3 g
0.1 mol 1.12 L
Si + 2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑
28 g 2 mol
2×22.4 L
1.4 g 0.1 mol
2.24 L
反应后硅有剩余,V(H2)=1.12 L+2.24 L=3.36 L。
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3.将碳、硅单质的物理性质和用途用短线连接起来。
为零;若系数配置出现分数时应化为正整数。如长石(KAlSi3O8)可表示为K 2O·Al2O3·6SiO2。
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题组三 无机非金属材料 1.材料的分类
金
属
材
料
纯
合
金 金
属
无
材料
机
非
金
属
材
料
传
新
统无 型无
塑
机 机 料
非 非
金 金
属 属
材 材
料 料
有
机
合
成
高
分
子
材
料
合
合
成 成
橡 纤
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题组一 碳、硅元素的存在及单质的性质和用途
1.判断下列说法是否正确。 (1)碳单质的化学性质主要表现为还原性,能被氧化剂氧化为+2价或+4价的 化合物。 ( ) (2)硅的性质很稳定,在常温下不与任何物质反应。 ( ) (3)C60、金刚石、石墨互为同位素。 ( )
答案 (1)√ (2)✕ (3)✕
作电极、铅笔芯
硅芯片和硅太阳能电池
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3.主要化学性质 C—
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4
Si—
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题组二 二氧化硅、硅酸、硅酸盐 1.二氧化硅
SiO2
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6
2.硅酸
H2SiO3
3.硅酸盐 (1)Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称 水玻璃 。 a.贮存:盛Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。
课标版 化学
第10讲 无机非金属材料的主角——碳和硅
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教材研读
题组一 碳、硅元素的存在及单质的性质和用途 1.存在形态及常见单质 自然界中碳元素既有游离态,又有化合态,而硅元素因有亲氧性,所以仅有 ① 化合 态。碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体,硅单质主要有 ② 晶体硅 和③ 无定形硅 两大类。
答案 (1)✕ (2)✕ (3)✕ (4)✕ (5)✕ (6)✕
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5.硅及其化合物的应用范围很广,下列说法正确的是 ( ) A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C.石英玻璃和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 答案 A 粗硅制备单晶硅涉及两个反应:Si+2Cl2 SiCl4,SiCl4+2H2
①金刚石
a.质软、能导电。可制电极
②石墨
b.作吸附剂、脱色剂
③C60
c.熔点高、硬度大。制饰品和切削工具
④活性炭
d.熔点高。半导体材料和制光电池的材料
⑤晶体硅
e.具有特殊结构。可能成为新型催化剂或催化剂载体
答案 ①—c,②—a,③—e,④—b,⑤—d。
解析 略。
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题组二 二氧化硅、硅酸、硅酸盐 4.判断下列说法是否正确。 (1)SiO2不与水反应生成硅酸,因此SiO2不是酸性氧化物。 ( ) (2)SiO2不与任何酸反应。 ( ) (3)2C+SiO2 Si+2CO↑,说明C的还原性比Si强。( ) (4)根据反应:SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑,可知SiO2水化物的酸性比H2 CO3强。 ( ) (5)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。 ( ) (6)光导纤维的主要成分是Si。 ( )