高中化學(xué) 第4章 非金屬及其化合物 第一節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角-硅（第2課時(shí)）硅酸鹽和硅課件 新人教版必修1.ppt

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第2課時(shí) 硅酸鹽和硅,自主閱讀,自主檢測(cè),一、硅酸鹽 1.定義 硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。 2.硅酸鹽的性質(zhì) 硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)物質(zhì),大多不溶于水,化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。 3.硅酸鹽組成的表示 通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。 例如:Na2SiO3:Na2O·SiO2; 長(zhǎng)石KAlSi3O8:K2O·Al2O3·6SiO2。 4.最常見(jiàn)的硅酸鹽——Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃,能制備硅膠和木材防火劑。,,,,,,,,,自主閱讀,自主檢測(cè),5.三種常見(jiàn)的硅酸鹽產(chǎn)品,,,自主閱讀,自主檢測(cè),6.其他幾種含硅的物質(zhì),,,自主閱讀,自主檢測(cè),二、硅單質(zhì) 1.種類 單質(zhì)硅有晶體和無(wú)定形兩類。 2.結(jié)構(gòu) 晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似。 3.性質(zhì) (1)物理性質(zhì): (2)化學(xué)性質(zhì):在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑,但能與氫氟酸、強(qiáng)堿等發(fā)生反應(yīng)。,,,,,,,,,,,,自主閱讀,自主檢測(cè),4.用途 (1)半導(dǎo)體材料,如硅芯片等。 (2)新型能源,如光電池等。,,,自主閱讀,自主檢測(cè),1.下列物質(zhì)中屬于硅酸鹽材料的是( ) ①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④水晶 A.①③ B.②④ C.②③ D.①②③ 答案:D,自主閱讀,自主檢測(cè),2.下列關(guān)于硅的說(shuō)法中,不正確的是( ) A.硅是非金屬元素,它的晶體單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體 B.單質(zhì)硅和金剛石結(jié)構(gòu)相似,但比金剛石硬度小,熔點(diǎn)低 C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng) D.加熱到一定溫度時(shí),硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng) 解析:硅雖然外形像金屬(有金屬光澤),但實(shí)際上屬于非金屬;硅原子與碳原子最外層電子數(shù)相同,晶體結(jié)構(gòu)相似,但硅晶體比金剛石的硬度小,熔點(diǎn)低;硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑(尤其是在常溫下),但常溫下仍能與氟氣、氫氟酸和NaOH溶液等發(fā)生反應(yīng),加熱至一定溫度時(shí),硅還能與氯氣、氧氣等非金屬發(fā)生反應(yīng)。 答案:C,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,硅酸鹽的組成和性質(zhì) 常見(jiàn)的硅酸鹽礦物 討論探究 (1)硅酸鹽可寫(xiě)成二氧化硅和金屬氧化物的形式,是否可理解成硅酸鹽是二氧化硅和金屬氧化物的混合物? (2)請(qǐng)結(jié)合硅酸鹽的性質(zhì),分析在實(shí)驗(yàn)室里如何保存Na2SiO3溶液?如果敞口放置一段時(shí)間,溶液會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,探究提示:(1)不可以。硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜,只是用二氧化硅和金屬氧化物的形式來(lái)表示,并不是它們的混合物。 (2)由于Na2SiO3溶液能與空氣中的CO2反應(yīng)而變質(zhì),故Na2SiO3要密封保存,并放在帶橡膠塞的玻璃瓶中?；瘜W(xué)方程式為Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3(膠體),所以,敞口放置的Na2SiO3溶液會(huì)出現(xiàn)白色膠狀沉淀。,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,硅酸鹽的氧化物形式的改寫(xiě) 硅酸鹽由于組成比較復(fù)雜,通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成,改寫(xiě)時(shí)的規(guī)律為: 例如:鈉長(zhǎng)石NaAlSi3O8不能寫(xiě)成 Na2O· Al2O3·3SiO2,應(yīng)寫(xiě)成Na2O·Al2O3·6SiO2。,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,例題長(zhǎng)石(KAlSi3O8)風(fēng)化生成高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]的離子方程式為: (1)將上述復(fù)雜硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物形式。 ①KAlSi3O8 ; ②Al2Si2O5(OH)4 ; (2)上述反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是 。,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,解析:(1)將復(fù)雜硅酸鹽化學(xué)式改寫(xiě)成氧化物時(shí),只需將除O以外所有的元素寫(xiě)出其常見(jiàn)氧化物,并用“·”將它們合并起來(lái),但需注意各種原子個(gè)數(shù)比符合原來(lái)的組成。在某種(或幾種)氧化物前加合適的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 ①KAlSi3O8:K2O·Al2O3·6SiO2; ②Al2Si2O5(OH)4:Al2O3·2SiO2·2H2O。 (2)分析反應(yīng)前后物質(zhì)的種類,可知屬于酸與鹽發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng),是由于酸性:H2CO3H2SiO3,發(fā)生了較強(qiáng)的酸制取較弱的酸的反應(yīng)。 答案:(1)①K2O·Al2O3·6SiO2 ②Al2O3·2SiO2·2H2O (2)較強(qiáng)的酸能制較弱的酸,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,成功體驗(yàn) 昆侖玉的成分可簡(jiǎn)單看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2,則其用二氧化硅和金屬氧化物的形式可表示為( ) A.CaO·MgO·SiO2·H2O B.2CaO·5MgO·8SiO2·H2O C.2CaO·MgO·SiO2·2H2O D.5CaO·2MgO·8SiO2·H2O 解析:根據(jù)昆侖玉的化學(xué)式,將Ca、Mg、Si、H分別寫(xiě)成氧化物的形式,再調(diào)整各氧化物前的計(jì)量數(shù)并使其原子組成與昆侖玉的化學(xué)式一致,可得昆侖玉用氧化物的形式表示為2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。 答案:B,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),硅單質(zhì)的性質(zhì)和用途 太陽(yáng)能汽車 討論探究 單質(zhì)硅在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑,所以硅在自然界中以游離態(tài)存在,這種說(shuō)法是否正確? 探究提示:不正確。硅是一種親氧元素,在自然界中總是與氧相互化合,以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽的形式存在。所以自然界中無(wú)游離態(tài)的硅存在。,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),硅單質(zhì)性質(zhì)的特殊性,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),例題導(dǎo)學(xué)號(hào)98980065在無(wú)機(jī)非金屬材料中,硅一直扮演著主要的角色。制備純硅的主要步驟如下: ①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅; ②粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3: ③SiHCl3與過(guò)量H2在1 000~1 100 ℃反應(yīng)制得純硅。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)第①步制備粗硅反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6 ℃)和HCl(沸點(diǎn)-84.7 ℃),提純SiHCl3采用的方法為 。 (3)從基本反應(yīng)類型角度分類,步驟③中發(fā)生的反應(yīng)屬于 。,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),(4)為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需再加入的試劑是 (填寫(xiě)字母代號(hào))。 A.氯水 B.NaOH溶液 C.KSCN溶液 D.Na2SO3溶液 解析:(1)高溫下用碳還原二氧化硅可制得粗硅,同時(shí)生成一氧化碳。 (2)分離沸點(diǎn)不同的液體應(yīng)用蒸餾(或分餾)的方法。 (3)步驟③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiHCl3+H2 Si+3HCl,屬于置換反應(yīng)。 (4)鑒定產(chǎn)品中是否含鐵單質(zhì),用稀鹽酸溶解后生成Fe2+,因含量少,應(yīng)將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+后再檢驗(yàn),故選AC。,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),(2)蒸餾(或分餾) (3)置換反應(yīng) (4)AC,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),成功體驗(yàn) 用地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占有重要位置,足見(jiàn)化學(xué)對(duì)現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如: (1)計(jì)算機(jī)芯片的主要成分是 ; (2)光導(dǎo)纖維的主要成分是 ; (3)目前應(yīng)用最多的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是 ; (4)常用作吸附劑、干燥劑或催化劑載體的物質(zhì)是 。,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,情境導(dǎo)入,知識(shí)點(diǎn)撥,典例引領(lǐng),解析:晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,正是由于這一性質(zhì)且它的來(lái)源極其豐富,從20世紀(jì)中葉開(kāi)始,硅成為信息技術(shù)的關(guān)鍵材料,硅芯片的使用,使計(jì)算機(jī)的體積大大縮小。二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng),抗干擾能力強(qiáng),質(zhì)量小且細(xì),是一種非常好的通信材料。硅是人類將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的常用材料,主要利用其半導(dǎo)體性能,光電池是極有發(fā)展前景的新型能源。硅膠多孔,吸附能力強(qiáng),常用作吸附劑、干燥劑或催化劑載體。 答案:(1)硅(或Si或單晶硅) (2)二氧化硅(或SiO2) (3)硅(或Si) (4)硅膠,1 2 3 4,,,,,1.下列物質(zhì)中,按某分類標(biāo)準(zhǔn)能與玻璃、水泥、陶瓷歸在一類的是( ) A.磚瓦 B.光導(dǎo)纖維 C.水玻璃 D.晶體硅 解析:玻璃、水泥、陶瓷和磚瓦都是傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品。光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅,水玻璃是硅酸鈉的水溶液。 答案:A,1 2 3 4,,,,,2.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.硅是制造太陽(yáng)能電池的常用材料 B.二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料 C.常溫下硅性質(zhì)活潑,可以與氯氣、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液等起反應(yīng) D.水玻璃可用作木材防火劑 解析:硅原子的最外層有4個(gè)電子,因此決定了硅單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在常溫下Si不與Cl2、強(qiáng)酸等發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但可與F2、HF、NaOH等反應(yīng),C錯(cuò)誤,A、B、D選項(xiàng)說(shuō)法正確。 答案:C,1 2 3 4,,,,,3.下列說(shuō)法不正確的是( ) A.硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素 B.硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料 C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng) D.SiO2既能與氫氟酸反應(yīng),又能與氫氧化鈉反應(yīng),但是SiO2不屬于兩性氧化物 解析:硅在常溫下可與F2、HF溶液和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。SiO2可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng),不與一般的酸反應(yīng),只與氫氟酸反應(yīng),SiO2是酸性氧化物。 答案:C,1 2 3 4,,,,,4.下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中不正確的是 ( ) A.這是一種礦物膠,既不燃燒也不受腐蝕 B.在建筑工業(yè)上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料 C.木材、織物浸過(guò)水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒 D.水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在空氣中不易變質(zhì) 解析:水玻璃是一種礦物膠,可作黏合劑、耐酸水泥摻料,木材、織物浸過(guò)水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒,水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,但在空氣中易與二氧化碳反應(yīng)生成硅酸。 答案:D,