高中化學 4.1《無機非金屬材料的主角-硅》課件2 新人教版必修1.ppt

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第四章非金屬及其化合物,第一節(jié)無機非金屬材料的主角——硅,巍巍昆侖山,,非金屬元素在地殼中的含量,硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的90%以上。,豪門雙雄---碳、硅,碳、硅在元素周期表的位置：,碳--統(tǒng)治了有機界：碳是構成有機物的主要元素。,硅—統(tǒng)治了無機礦物界：硅是構成巖石與許多礦物的基本元素。,思考1：硅原子最外層電子數(shù)是多少？我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同？,正四價(+4價),思考1：硅原子最外層電子數(shù)是多少？我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同？,最外層電子數(shù)是4，碳也是。,碳、硅原子主要顯,思考2：“二氧化硅和硅酸”，比較碳、硅親合氧的能力。,①碳、硅都是親氧元素。硅的親氧性強于碳的親氧性。,正四價(+4價),思考1：硅原子最外層電子數(shù)是多少？我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同？,最外層電子數(shù)是4，碳也是。,碳、硅原子主要顯,思考2：閱讀課本“二氧化硅和硅酸”，比較碳、硅親合氧的能力。,①碳、硅都是親氧元素。硅的親氧性強于碳的親氧性。,②因此硅元素在自然界都是與氧的化合物的形態(tài)存在。不存在游離態(tài)的硅單質。,二氧化硅(SiO2),硅石,硅礦山,二氧化硅廣泛存在于自然界中,與其他礦物共同構成了巖石。天然二氧化硅也叫硅石,是一種堅硬難熔的固體。,沙子,沙子,瑪瑙,石英,沙子,瑪瑙,二氧化硅,透過圖片思考:二氧化硅具有哪些物理性質?化學穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么?SiO2的這些性質是由什么決定的?,二氧化硅,透過圖片思考:二氧化硅具有哪些物理性質?化學穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么?SiO2的這些性質是由什么決定的?,物理性質:,二氧化硅,透過圖片思考:二氧化硅具有哪些物理性質?化學穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么?SiO2的這些性質是由什么決定的?,物理性質:,難溶于水,熔點高,硬度大。,二氧化硅,透過圖片思考:二氧化硅具有哪些物理性質?化學穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么?SiO2的這些性質是由什么決定的?,物理性質:,難溶于水,熔點高,硬度大。,化學性質:,二氧化硅,透過圖片思考:二氧化硅具有哪些物理性質?化學穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么?SiO2的這些性質是由什么決定的?,物理性質:,難溶于水,熔點高,硬度大。,化學性質:,化學性質很穩(wěn)定，不活潑,原因：,二氧化硅,透過圖片思考:二氧化硅具有哪些物理性質?化學穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么?SiO2的這些性質是由什么決定的?,物理性質:,難溶于水,熔點高,硬度大。,化學性質:,化學性質很穩(wěn)定，不活潑,原因：,SiO2的這些性質主要與它的結構有關,,SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結構，因此性質很穩(wěn)定,二氧化硅,透過圖片思考:二氧化硅具有哪些物理性質?化學穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么?SiO2的這些性質是由什么決定的?,物理性質:,難溶于水,熔點高,硬度大。,化學性質:,化學性質很穩(wěn)定，不活潑,二氧化硅,,,10928,,約180,,,Si,O,,SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結構，因此性質很穩(wěn)定,一、二氧化硅,1.物理性質：,堅硬難熔的固體，熔沸點比較高，不溶于水，硬度比較大。,一、二氧化硅,1.物理性質：,堅硬難熔的固體，熔沸點比較高，不溶于水，硬度比較大。,二氧化硅存在形態(tài)：,一、二氧化硅,1.物理性質：,堅硬難熔的固體，熔沸點比較高，不溶于水，硬度比較大。,二氧化硅存在形態(tài)：,硅石(12%),,一、二氧化硅,1.物理性質：,堅硬難熔的固體，熔沸點比較高，不溶于水，硬度比較大。,二氧化硅存在形態(tài)：,硅石(12%),結晶形：石英,,一、二氧化硅,1.物理性質：,堅硬難熔的固體，熔沸點比較高，不溶于水，硬度比較大。,二氧化硅存在形態(tài)：,硅石(12%),結晶形：石英,無定形,,,一、二氧化硅,1.物理性質：,堅硬難熔的固體，熔沸點比較高，不溶于水，硬度比較大。,二氧化硅存在形態(tài)：,硅石(12%),結晶形：石英,無定形,水晶,,,一、二氧化硅,1.物理性質：,堅硬難熔的固體，熔沸點比較高，不溶于水，硬度比較大。,二氧化硅存在形態(tài)：,硅石(12%),結晶形：石英,無定形,水晶,瑪瑙,,,一、二氧化硅,1.物理性質：,堅硬難熔的固體，熔沸點比較高，不溶于水，硬度比較大。,二氧化硅存在形態(tài)：,硅石(12%),結晶形：石英,無定形,水晶,瑪瑙,……,設疑:,設疑:,為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞？,交流與研討,,設疑:,為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞？,交流與研討,,,設疑:,為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞？,1.從物質分類角度來看,二氧化硅屬于哪類氧化物？,交流與研討,,,,設疑:,為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞？,1.從物質分類角度來看,二氧化硅屬于哪類氧化物？,2.二氧化硅可能具有哪些化學性質？,（5）化學性質—性質穩(wěn)定,不活潑,（5）化學性質—性質穩(wěn)定,不活潑,①是酸性氧化物,SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O,（5）化學性質—性質穩(wěn)定,不活潑,①是酸性氧化物,SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O,（5）化學性質—性質穩(wěn)定,不活潑,①是酸性氧化物,SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O,（5）化學性質—性質穩(wěn)定,不活潑,①是酸性氧化物,SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O,（5）化學性質—性質穩(wěn)定,不活潑,①是酸性氧化物,②難溶于水，不與水反應,SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O,4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O,（5）化學性質—性質穩(wěn)定,不活潑,①是酸性氧化物,②難溶于水，不與水反應,③不與酸反應（除氫氟酸以外）,合作討論一:,合作討論一:,1、為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？,合作討論一:,1、為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？2、實驗室能否用玻璃瓶保存氫氟酸？,合作討論一:,1、為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？2、實驗室能否用玻璃瓶保存氫氟酸？,因為玻璃中含有SiO2，而SiO2可以跟HF酸發(fā)生反應，所以HF酸可以腐蝕玻璃，從而不可用玻璃來盛氫氟酸；而用塑料瓶。,合作討論一:,1、為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？2、實驗室能否用玻璃瓶保存氫氟酸？,防止玻璃中的SiO2與NaOH溶液反應生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起,因為玻璃中含有SiO2，而SiO2可以跟HF酸發(fā)生反應，所以HF酸可以腐蝕玻璃，從而不可用玻璃來盛氫氟酸；而用塑料瓶。,,思考：,一般的玻璃（主要成分是SiO2）都是光滑的,透明的,但我們也常見一些玻璃制品有美麗的圖案,這些圖案是怎樣“繪上”去的呢？,,思考：,一般的玻璃（主要成分是SiO2）都是光滑的,透明的,但我們也常見一些玻璃制品有美麗的圖案,這些圖案是怎樣“繪上”去的呢？,,,思考：,一般的玻璃（主要成分是SiO2）都是光滑的,透明的,但我們也常見一些玻璃制品有美麗的圖案,這些圖案是怎樣“繪上”去的呢？,——利用氫氟酸和SiO2反應的原理,SiO2+4HF==SiF4?+2H2O,,,思考：,一般的玻璃（主要成分是SiO2）都是光滑的,透明的,但我們也常見一些玻璃制品有美麗的圖案,這些圖案是怎樣“繪上”去的呢？,——利用氫氟酸和SiO2反應的原理,SiO2+4HF==SiF4?+2H2O,,,作為酸性氧化物的SiO2，氫氟酸（HF）是唯一可以與之反應的酸。,思考：,一般的玻璃（主要成分是SiO2）都是光滑的,透明的,但我們也常見一些玻璃制品有美麗的圖案,這些圖案是怎樣“繪上”去的呢？,——利用氫氟酸和SiO2反應的原理,,3、二氧化硅的用途由于SiO2具有優(yōu)良的物理化學性能，加上SiO2在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被人類廣泛地應用。,,3、二氧化硅的用途由于SiO2具有優(yōu)良的物理化學性能，加上SiO2在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被人類廣泛地應用。,,,3、二氧化硅的用途由于SiO2具有優(yōu)良的物理化學性能，加上SiO2在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被人類廣泛地應用。,光學纖維胃鏡,水晶制品,,CO2+H2O=H2CO3,,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,SiO2+Na2O==Na2SiO3,高溫,SiO2與CO2化學性質的比較,2.硅酸(H2SiO3),很弱的酸（酸性比碳酸還弱）溶解度很小,2.硅酸(H2SiO3),很弱的酸（酸性比碳酸還弱）溶解度很小,如何制得硅酸？能用SiO2與水反應制得嗎？為什么？,由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其它酸反應制得的。,2.硅酸(H2SiO3),很弱的酸（酸性比碳酸還弱）溶解度很小,如何制得硅酸？能用SiO2與水反應制得嗎？為什么？,實驗4-1：向飽和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸,實驗探究：,實驗4-1：向飽和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸,,實驗探究：,實驗4-1：向飽和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸,,,實驗探究：,滴入酚酞溶液呈紅色,實驗4-1：向飽和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸,,,Na2SiO3呈堿性,實驗探究：,滴入酚酞溶液呈紅色,實驗4-1：向飽和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸,,,Na2SiO3呈堿性,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl,滴入鹽酸有硅酸凝膠產生,硅酸難溶于水,實驗探究：,滴入酚酞溶液呈紅色,知識運用與推導：,知識運用與推導：,硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢?請你設計一個實驗論證你的推斷。,知識運用與推導：,硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢?請你設計一個實驗論證你的推斷。,溫馨提示：酸與鹽反應規(guī)律之一是較強的酸能制出更弱的酸。,知識運用與推導：,硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢?請你設計一個實驗論證你的推斷。,溫馨提示：酸與鹽反應規(guī)律之一是較強的酸能制出更弱的酸。,實驗:將CO2通入Na2SiO3溶液中,知識運用與推導：,硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢?請你設計一個實驗論證你的推斷。,溫馨提示：酸與鹽反應規(guī)律之一是較強的酸能制出更弱的酸。,實驗:將CO2通入Na2SiO3溶液中,現(xiàn)象：透明的硅酸凝膠生成,知識運用與推導：,硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢?請你設計一個實驗論證你的推斷。,溫馨提示：酸與鹽反應規(guī)律之一是較強的酸能制出更弱的酸。,實驗:將CO2通入Na2SiO3溶液中,現(xiàn)象：透明的硅酸凝膠生成,方程式：,Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+Na2CO3,知識運用與推導：,硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢?請你設計一個實驗論證你的推斷。,溫馨提示：酸與鹽反應規(guī)律之一是較強的酸能制出更弱的酸。,實驗:將CO2通入Na2SiO3溶液中,現(xiàn)象：透明的硅酸凝膠生成,方程式：,Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+Na2CO3,你的結論：,知識運用與推導：,硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢?請你設計一個實驗論證你的推斷。,溫馨提示：酸與鹽反應規(guī)律之一是較強的酸能制出更弱的酸。,實驗:將CO2通入Na2SiO3溶液中,現(xiàn)象：透明的硅酸凝膠生成,方程式：,Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+Na2CO3,你的結論：,知識運用與推導：,硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢?請你設計一個實驗論證你的推斷。,溫馨提示：酸與鹽反應規(guī)律之一是較強的酸能制出更弱的酸。,實驗:將CO2通入Na2SiO3溶液中,現(xiàn)象：透明的硅酸凝膠生成,方程式：,硅酸是一種很弱的酸，酸性比碳酸還弱,,硅酸凝膠經干燥脫水就形成干膠，稱為“硅膠”。,,用途：,,硅酸凝膠經干燥脫水就形成干膠，稱為“硅膠”。,,用途：,,硅酸凝膠經干燥脫水就形成干膠，稱為“硅膠”。,,用途：,,硅酸凝膠經干燥脫水就形成干膠，稱為“硅膠”。,硅膠多孔，吸附水份能力強，常用作實驗室和袋裝食品，瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。,本節(jié)小結：,本節(jié)小結：,1.學習了重要的非金屬元素硅及其化合物二氧化硅和硅酸。,本節(jié)小結：,1.學習了重要的非金屬元素硅及其化合物二氧化硅和硅酸。,2.了解了二氧化硅的重要性質及用途。,,課堂回顧練習:,,課堂回顧練習:,C,,課堂回顧練習:,C,C,,課堂回顧練習:,C,C,B,