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1、非金属及其化合物,第一节 无机非金属材料的主角_硅,第一课时二氧化硅和硅酸,周海燕 东方市铁路中学,在美国旧金山，有个最大的高科技工业园区，称之为“硅谷”，它是现代电子工业和计算机发展的基地。这说明硅在电子工业革命中起着非常重要作用。以硅为基础而制成的晶体管是计算机的心脏。,硅在电子工业中重要作用,.用途,晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料,硅太阳能电池,利用硅的半导体性能，制成光电池，将光能转化为电能。,电脑的中央处理器（CPU）,硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。,硅的用途非常广泛，可用来制造集成电路、晶体管、等半导体器件，还
2、可以制太阳能电池，,硅芯片,-1-,思考4：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，说明了什么？,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。,硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳总量的90%以上。,岩石,沙子,土壤,水晶,晶体二氧化硅,玛 瑙,玛瑙,无定形二氧化硅,硅藻土中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区)有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有
3、354处，总保有储量矿石3.85亿吨。仅次于美国，居世界第2位。在地区分布上，以吉林最多，占全国储量的54.8%，云南、福建、河北等地次之。,主要用作装饰、石英坩埚、光纤,二氧化硅的用途,二氧化硅用来制光导纤维,光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大，2o根光导纤维可每天通话 7.6万人次,光学纤维胃镜,用光导纤维做无开刀手术,光导纤维手术头灯,小结:用途,、制光导纤维、石英玻璃制化学仪器、石英表、石英钟、水晶制光学仪器和工艺品、玛瑙制精密轴承和装饰品,思考,为什么二氧化硅和二氧化碳物理
4、性质有这么大的差别？,Si,O,每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角。同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用SiO2来表示二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化学式。,立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质,-1-,物质结构决定性质,化学稳定性:_,思考与交流,很稳定 不活泼,5.化学性质,（2）不能与水反应,SiO2+CaO=,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,高温,（1）是酸性氧化物,CaSiO3,返回,【问题】大家知道玻璃花雕刻艺术和我们化学有什么深厚的合作关系吗？这些画是怎么
5、刻成的吗？,（3）不与酸反应（除氢氟酸以外）,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,（4）在高温下与碳酸盐的反应（工业上制玻璃的主要反应）,SiO2+Na2CO3=CO2+Na2SiO3,高温,SiO2+CaCO3=CO2+CaSiO3,高温,5.化学性质,（5）弱氧化性,SiO2+2C=Si+2CO,高温,工业上用此反应制备粗硅，这就是“从沙滩到用户”！,5.化学性质,.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO3,D,-1-,2、硅酸（H2SiO3）,滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸
6、，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生,a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的白色胶状沉淀硅酸，,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,(1).制取,(较强酸制较弱酸),反应原理是什么？,-1-,结论,硅酸可通过 制得,可溶性硅酸钠和盐酸,【问题】那么硫酸可以吗？把二氧化碳通入硅酸钠溶液可以制得硅酸吗（硅酸酸性弱于碳酸）,巩固练习,下列说法正确的是（）A.SiO2是酸性氧化物，所以可以和碱反应，不和任何酸反应。B.CO2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸C.硅酸钠是盐溶液，所以水溶液与酚酞不变红D.SiO2跟水反应可得硅酸,B,-1-,硅酸性质及用
7、途,硅酸不稳定 生成的硅酸逐渐聚合而形成 当硅酸的浓度较大时就会形成硅酸 硅酸凝胶经过 就形成硅胶。硅胶的用途：,加热,硅酸溶胶（能流动）,凝胶（不能流动）,干燥脱水,干燥剂（吸水，常用袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，），吸附剂（多孔），催化剂的载体。,H2SiO3=H2O+SiO2,1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（）A.熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬2.下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（）A.溶解性：CO2 H2CO3C.熔点：SiO2 CO2（干冰）D.硬度：SiO2 CO23。要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液,C,B,课堂回顾练习:,B,谢谢光临指导,
