高中化學(xué)第四章非金屬及其化合物4.1無機非金屬材料的主角--硅第2課時課件新人教版.ppt
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第2課時 硅酸鹽和硅單質(zhì),第四章 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角——硅,,學(xué)習(xí)目標定位 1.知道硅酸鈉的性質(zhì)和用途。 2.學(xué)會用氧化物的形式表示復(fù)雜硅酸鹽的方法。 3.知道玻璃、水泥和陶瓷是硅酸鹽制品以及生產(chǎn)它們的主要原料。 4.知道晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料,能說出它的主要用途。,,,內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué) —— 新知探究 點點落實,達標檢測 —— 當堂檢測 鞏固反饋,,新知導(dǎo)學(xué),1.有下列含硅物質(zhì):①硅酸鈣(CaSiO3),②長石(KAlSi3O8),③石棉(CaMg3Si4O12),它們都屬于硅酸鹽。 (1)硅酸鹽在組成上的相同點是都是由 元素組成的化合物。 (2)硅酸鹽常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成,如硅酸鈣CaSiO3可表示為CaO·SiO2,長石表示為 ,石棉表示為 。,,一、硅酸鹽,硅、氧和金屬,K2O·Al2O3·6SiO2,CaO·3MgO·4SiO2,2.硅酸鈉是最簡單的硅酸鹽,俗名 ,是一種白色固體, 于水,其水溶液俗稱 。 (1)硅酸鈉化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定,不易腐蝕,不能燃燒,常用于制備黏合劑、防腐劑和 。 (2)硅酸鈉能與酸反應(yīng)生成沉淀,其離子方程式是 。,泡花堿,易溶,水玻璃,防火劑,3.硅酸鹽產(chǎn)品有著廣泛的應(yīng)用,大家熟悉的玻璃、水泥和陶瓷是常見的硅酸鹽產(chǎn)品,也是使用量最大的無機非金屬材料。 (1)閱讀教材填寫下表:,石灰石、黏土,水泥回轉(zhuǎn)窯,純堿、石灰石、石英,玻璃窯,黏土,(2)硅酸鹽產(chǎn)品水泥與陶瓷的共同原料是 ,水泥與玻璃的共同原料是 。 4.特殊功能的含硅物質(zhì) (1)金剛砂(SiC)具有類似 的結(jié)構(gòu),硬度 ,可用作砂紙、砂輪 磨料。 (2)硅鋼(含硅4%)具有很高的 ,主要用作變壓器鐵芯。 (3)硅橡膠:既耐 又耐 ,用于制造火箭、導(dǎo)彈、飛機的零件和絕緣材料等。 (4)人工制造的分子篩(具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽),主要用作______ 和 。,黏土,石灰石,金剛石,很大,導(dǎo)磁性,高溫,低溫,吸附劑,催化劑,用氧化物形式表示硅酸鹽的組成 (1)氧化物的書寫順序:活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。 (2)氧化物之間以“·”隔開。 (3)在氧化物前面按化學(xué)式中的比例添加數(shù)字。 (4)若出現(xiàn)分數(shù)時應(yīng)化為整數(shù)。,1.用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成,其中正確的是 A.鈣沸石(CaAl2Si3O10·3H2O),表示為Al2O3·CaO·3SiO2·3H2O B.鎂橄欖石(Mg2SiO4),表示為MgO· SiO2 C.鉀云母(K2Al6Si6H4O24),表示為K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2 D.滑石(Mg3H2Si4O12)表示為3MgO·4SiO2·H2O,答案,解析,√,解析 根據(jù)硅酸鹽改寫氧化物的要求可以判斷,A中Al2O3和CaO的排列順序有誤; B中化學(xué)計量數(shù)出現(xiàn)了 ; C中正確的寫法應(yīng)為K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O; D的寫法完全符合要求。,解析 “硅酸銅鋇”能穩(wěn)定存在說明其性質(zhì)穩(wěn)定,不易脫色,不易與酸、堿反應(yīng)?!肮杷徙~鋇”中Ba為+2價,Cu為+2價,Si為+4價,則x=6,用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2,A、B、D均正確。,2.《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”、“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目,但古瓷中所用顏料成分一直是個謎,近年來科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽,如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox,銅為+2價)。下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是 A.可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2 B.性質(zhì)穩(wěn)定,不易脫色 C.易溶解于強酸和強堿 D.x等于6,答案,解析,√,1.單質(zhì)硅可分為晶體硅和無定形硅兩種。 (1)晶體硅結(jié)構(gòu)如圖所示,為具有 形 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體,與 結(jié)構(gòu)相似。 (2)晶體硅是一種帶有 的灰黑色固體, 根據(jù)其結(jié)構(gòu)分析可知,晶體硅熔點 、硬度 、 有脆性。 (3)晶體硅的導(dǎo)電性介于 之間,是良好的 材料。,,二、硅單質(zhì),正四面體,金剛石,金屬光澤,高,大,導(dǎo)體和絕緣體,半導(dǎo)體,2.硅原子最外層有4個電子,得失電子都較難,化學(xué)性質(zhì)不活潑。 (1)加熱時硅能與氧氣、氯氣、碳等發(fā)生反應(yīng)。寫出硅與氯氣反應(yīng)的 化學(xué)方程式 。 (2)常溫下,硅能與F2、HF和強堿溶液反應(yīng),寫出硅與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。,Si+4HF===SiF4↑+2H2↑,3.單質(zhì)硅常用二氧化硅來制取,主要分為兩個階段: (1)用碳還原二氧化硅制備粗硅,反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________ 。 (2)將粗硅先與氯氣反應(yīng),其產(chǎn)物用氫氣還原制備純硅,反應(yīng)的化學(xué) 方程式是 。,Si(粗)+2CO↑,(1)硅在自然界中以化合態(tài)存在,工業(yè)上常以二氧化硅為原料來制取單質(zhì)硅。 (2)單質(zhì)硅常用作半導(dǎo)體材料和合金材料。,3.我國具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號”的問世,填補了我國計算機制造史上的一項空白。下列對晶體硅的有關(guān)敘述正確的是 A.晶體硅和金剛石的物理性質(zhì)相似 B.晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) C.晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料,但是它的提煉工藝復(fù)雜,價格昂貴 D.晶體硅具有金屬光澤,故它屬于金屬材料,可以導(dǎo)電,√,答案,解析,解析 晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似,是具有正四面體形的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),所以物理性質(zhì)與金剛石相似,熔、沸點高,硬度大;硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,但常溫下可與F2、HF和強堿反應(yīng);晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料,被廣泛使用;晶體硅是一種非金屬單質(zhì),雖然它具有金屬光澤。,4.下列關(guān)于碳和硅的比較,正確的是 A.它們的氧化物都能與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸 B.碳和硅的最高正價都是+4價 C.硅元素在地殼中的含量占第二位,碳占第一位 D.碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài),√,答案,解析,解析 SiO2不溶于水,也不與水反應(yīng);地殼中含量最多的元素是氧,其次是硅;自然界中有游離態(tài)的碳(金剛石),沒有游離態(tài)的硅。故正確答案為B。,學(xué)習(xí)小結(jié),硅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系,,達標檢測,解析 硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱,它包含結(jié)構(gòu)簡單的硅酸鹽(如Na2SiO3),也包含結(jié)構(gòu)復(fù)雜的硅酸鹽,A項錯誤; 簡單的硅酸鹽中有少數(shù)溶于水,如Na2SiO3、K2SiO3等,B項錯誤; 對于硅酸鹽,氧化物的形式僅僅是一種表達方式,并不是說它就是由氧化物組成的,C項錯誤。,1,2,3,4,5,√,答案,解析,1.下列有關(guān)硅酸鹽的說法中正確的是 A.硅酸鹽中的陰離子都是 B.硅酸鹽都難溶于水 C.通常用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成,說明硅酸鹽就是由各種 氧化物組成的 D.Na2SiO3是一種最簡單的硅酸鹽,其水溶液可用作黏合劑,√,1,2,3,4,5,答案,2.硅被譽為無機非金屬材料的主角,下列物品用到硅單質(zhì)的是 A.陶瓷餐具 B.石英鐘表 C.計算機芯片 D.光導(dǎo)纖維,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。,√,1,2,3,4,5,答案,解析,3.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),√,1,2,3,4,5,答案,解析,4.青石棉(crocidolite)是一種致癌物質(zhì),是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學(xué)品之一,其化學(xué)式為Na2Fe5Si8O22(OH)2,青石棉用稀硝酸溶液處理時,還原產(chǎn)物只有NO,下列說法不正確的是 A.青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品 B.青石棉中含有一定量的石英晶體 C.青石棉的化學(xué)組成可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O D.1 mol青石棉能使1 mol HNO3被還原,解析 硅酸鹽指的是硅、氧與其他化學(xué)元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結(jié)合而成的化合物的總稱,所以青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品,A正確; 硅酸鹽中不含二氧化硅,所以青石棉中不含石英晶體,B錯誤; 硅酸鹽寫成氧化物形式的先后順序為活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、水,所以青石棉的化學(xué)組成用氧化物的形式可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O,C正確; 青石棉用稀硝酸溶液處理時,還原產(chǎn)物只有NO,N元素由+5價降低到+2價,得三個電子,因為青石棉中含有二價亞鐵離子,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子相等可得青石棉與被還原硝酸的關(guān)系式為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O~HNO3,所以1 mol青石棉能使1 mol硝酸被還原,D正確。,1,2,3,4,5,5.硅是帶來人類文明的重要元素之一,從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。 (1)工業(yè)上生產(chǎn)粗硅的反應(yīng):SiO2+2C Si(粗)+2CO↑;SiO2+3C SiC+2CO↑。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1∶1, 則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為______。,1,2,3,4,5,答案,解析,5∶2,解析 根據(jù)反應(yīng)SiO2+2C Si(粗)+2CO↑,SiO2+3C SiC+2CO↑,生成1 mol Si需消耗2 mol C和1 mol SiO2,生成1 mol SiC需消耗3 mol C和1 mol SiO2,產(chǎn)品中Si與SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1,則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為5∶2。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,答案,解析,(2)工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅:,①若反應(yīng)Ⅰ為Si(粗)+3HCl SiHCl3+H2,則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為 ___________________________________。,解析 反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為SiHCl3+H2 Si(純)+3HCl。,②整個制備過程中必須嚴格控制 無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng) 生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì), 寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________________________。 ③假設(shè)每一輪次制備1 mol純硅,且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失。反應(yīng)Ⅰ中HCl的利用率為90%。反應(yīng)Ⅱ中H2的利用率為93.75%,則在第二輪次的生產(chǎn)中,補充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是_____。,1,2,3,4,5,答案,解析,SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl+H2↑,解析 化學(xué)方程式為SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl+H2↑。,5∶1,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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