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1、Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,無機非金屬材料的主角,硅,硅元素,(silicon),在地殼中的含量,通過下列圖片你能總結歸納出硅元素在自然界中的存在嗎？,1.,自然界中分布廣泛，在地殼中居,第二位,，僅次于氧。,2.,自然界硅元素主要存在于,:,巖石、沙子和土壤,3.,自然界硅存在的形態,:,硅,無,游離態單質狀態,只有化合態：,常常有硅的氧化物和硅酸鹽,一、二氧化硅（,SiO,2,）,1,）,
2、存在和俗名：,硅石,(12%),結晶形：石英,無定形,水晶,瑪瑙,水晶,瑪瑙,瓷器,瑪瑙,自然界沒有游離態的硅，常見的化合態的硅有二氧化硅和硅酸鹽等。工業上，用焦炭在電爐中還原二氧化硅得到含有少量雜質的粗硅。粗硅經化學方法提純后，可得到高純度的硅。,硅從哪里來的,資料卡片,高純硅的工業制法,SiO,2,+2C=2CO,+Si,（,粗,）,高溫,高溫,Si(,粗,)+2Cl,2,=SiCl,4,注：,SiCl,4,沸點為,57.6,高溫,SiCl,4,+2H,2,=,4HCl+Si,（純）,二氧化硅的用途與危害,用途：,制光導纖維、石英玻璃、石英鐘表等；制造電子工業中的重要部件、光學儀器、高級工
3、藝品、眼鏡片、精密儀器、軸承、耐磨器皿等；制作裝飾品。,危害：,在隧道開鑿，石英粉加工等工作環境下易形成含有二氧化硅的粉塵，人長期吸入含有二氧化硅的粉塵，就會患硅肺?。ㄅf稱矽肺）。,光學纖維胃鏡,用光導纖維做手術，不用開刀,二氧化硅的熔點高、硬度大，化學性質也很穩定。水晶制品上的精美圖案是怎樣雕刻上去的呢？原來氫氟酸是二氧化硅的,“,克星,”,。常溫下，氫氟酸能與二氧化硅反應，此反應常被用來刻蝕玻璃。二氧化硅也能在常溫下與堿溶液反應，但因反應緩慢而不具備實用價值。,誰是二氧化硅的,“,克星,”,資料卡片,堅硬難熔的固體，不溶于水。熔沸點高。,2,）,物理性質,:,根據材料，請你分析以下問題：,
4、SiO,2,具有哪些物理性質？化學穩定性如何？,SiO,2,的這些性質是由什么決定的？,3,）,化學性質,:,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,很穩定，不活潑,氫氟酸是唯一可以與之反應的酸。,SiO,2,+CaO=CaSiO,3,高溫,SiO,2,2NaOH,Na,2,SiO,3,+H,2,O,SiO,2,是酸性氧化物，能與堿性氧化物反應生成鹽，也能與強堿反應生成鹽。,實驗室盛裝,NaOH,溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？,防止玻璃中的,SiO,2,與,NaOH,溶液反應生成粘稠的,Na,2,SiO,3,，使瓶塞和瓶口粘在一起。,SiO,2,2NaOH,Na,
5、2,SiO,3,+H,2,O,Si,O,二氧化硅的晶體結構示意圖,SiO,2,是正四面體的空間網狀結構，因此性質很穩定,硅酸是一種,弱酸,，,不溶于水,，,不能,使指示劑變色，是一種,白色粉末,狀的固體。,硅酸凝膠經干燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠，稱為,“,硅膠,”,。,思考：二氧化硅難溶于水，那,么,如何制得硅酸呢？,干燥劑,二、硅酸,(H,2,SiO,3,),制取原理：,強酸制弱酸,閱讀課本,P,76,實驗,4-1,實驗,4-1,：向飽和,Na,2,SiO,3,溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸,現 象,結 論,方程式,滴入酚酞溶液呈,紅色,Na,2,SiO,3,呈,堿性,，硅酸,難溶于水,Na
6、,2,SiO,3,+2HCl=H,2,SiO,3,+2NaCl,滴入鹽酸有硅酸凝膠產生,大多不溶于水，化學性質穩定。,1,、硅酸鈉（,Na,2,SiO,3,）（泡花堿），其水溶液 俗稱水玻璃，可制備硅膠和防火劑。,放入蒸餾水,現象,結論,水份蒸發后燃燒,放入,Na,2,SiO,3,溶液,水份蒸發后不燃燒,水份蒸發后，失去防火作用,防火效果好用作防火劑,三、硅酸鹽,（,1,）玻璃：,普通玻璃,:,以純堿 、石灰石和石英 為原料，經混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得。,(Na,2,CO,3,),（,SiO,2,）,Na,2,CO,3,+SiO,2,=Na,2,SiO,3,+CO,2,CaCO,3,+S
7、iO,2,=CaSiO,3,+CO,2,主要成分：,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,、,SiO,2,（,Na,2,OCaO6SiO,2,）,2,、硅酸鹽工業,有關反應化學方程式：,高溫,高溫,（,2,）水泥,以黏土和石灰石為主要原料,經研磨、混合后在水泥回轉窯中煅燒，再加入適量石膏，研成細粉就得到水泥。,石膏的作用是調節水泥硬化速度。,（,3,）,傳統硅酸鹽陶瓷,：,傳統硅酸鹽陶瓷是以,粘土為原料，經高溫燒結而成。日常生活中常見的陶瓷有,日用器皿、建筑飾材、衛生潔具等。,人面魚紋彩陶盆,（,4,）具有特殊功能的含硅物質：,、碳化硅,（,SiC,俗稱金剛砂），具有金剛石的結構。硬度很大
8、，用作砂紙、砂輪的磨料。,、硅 鋼,（鐵合金）導磁性良好，,用作變壓器鐵芯。,硅橡膠,（具有均勻微孔結構,的鋁硅酸鹽。）,分子篩,(,最好的既耐高溫又耐 低溫的橡膠,),生物陶瓷,人造骨,例如：,Na,2,SiO,3,:,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,：,Ca(Al,2,Si,3,O,10,)3H,2,O,：,3,、硅酸鹽組成的表示：,硅酸鹽種類繁多，結構復雜，組成各異，通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示。,CaOAl,2,O,3,3SiO,2,3H,2,O,（活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水）,Na,2,OSiO,2,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O
9、,四、硅,(Si),2,、物理性質：,3,、化學性質,有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高，硬度大。,1,、存在形式,晶體硅,無定形硅,你能根據硅的原子結構推測硅單質可能具有的化學性質,在高溫條件下，單質硅能與,O,2,和,Cl,2,等非金屬單質反應。,常溫下化學性質不活潑，只能跟,F,2,、,HF,和,NaOH,溶液反應。,Si,2F,2,SiF,4,Si,2NaOH,H,2,O,Na,2,SiO,3,2H,2,Si,O,2,SiO,2,Si,4HF,SiF,4,2H,2,4,、用途：太陽能電池、計算機芯片以及半導體材料信息技術等材料和人造衛星、登月車、火星探測器等動力設備新能源。,硅太陽能電池,
10、硅芯片是各種計算機、微電子產品的核心,學以致用,1,、分別寫出在,Na,2,SiO,3,溶液中加入稀硫酸、加入醋酸、通入二氧化碳氣體所發生化學反應的離子方程式。,2,、下列說法正確的是（）,A,、因,SiO,2,不溶于水，故,H,2,SiO,3,不是,SiO,2,對應的酸，或者說,SiO,2,不是,H,2,SiO,3,的酸酐,B,、,CO,2,通入水玻璃（,Na,2,SiO,3,溶液）可以得到原硅酸,C,、,CO,2,通入飽和氯化鈣溶液中能生成白 色沉淀,D,、,SiO,2,的俗名叫水晶,3,、要除去,SiO,2,中的,CaO,雜質，最適宜的試劑是（）,A.,純堿溶液,B,鹽酸,C,硫酸,D,氫氧化鈉溶液,4.,有關硅元素的下列敘述中正確的是（）,A,、常溫時硅可和強堿溶液反應,B,、硅與任何酸都不反應,C,、硅是構成礦物巖石的主要原料，其化合態硅幾乎全部是硅石和硅酸鹽,D,、硅的性質很穩定，能以游離態存在于自然界,5.,完成硅元素物質間的轉化，自然界中硅主要以二氧化硅的形式存在，請你利用硅、二氧化硅的性質實現下列轉化：,
第一節 無機非金屬材料的主角---硅1
