霍某某 第一节 无机非金属材料的主角---硅(上课)修改

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第四章《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

2021年1月6日星期三

热烈欢迎各位专家莅临指导

美国的硅谷——位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长４８公里，宽１６公里的长条形地带上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半***（思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果） ，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。该地区客观上成为美国高新技术的摇篮，

现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词。也是高新科技的象征。

硅谷 　silicon valley

非金属及其化合物

第一节 无机非金属材料的主角________硅

硅元素(silicon)在地壳中的含量

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。

豪门二杰---碳、硅

碳--统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。

硅—统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。

碳、硅原子最外层电子数是4

资料卡片:

在25℃和101kPa的条件下,由单质生成1molCO2时放热393.5kJ;而在同样条件下,生成1molSiO2时放热910.9kJ.放热越多,其生成物通常越稳定,可见SiO2比CO2更容易生成,而且更稳定。

①硅的亲氧性强于碳的亲氧性。

②因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以SiO2及硅酸盐形式存在。

思考：阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧的能力及硅在自然存在形式？

讨论：阅读课本P74-75页试画出由硅石开始的树状分类图。

硅石

结晶形（石英）

无定形（硅藻土）

水晶

玛瑙

二、二氧化硅(silicon dioxide)

二、二氧化硅(silicon dioxide)

请根据SiO2的存在和应用思考:

二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何?你的根据是什么?SiO2的这些性质是由什么决定的？

二氧化硅的晶体结构示意图

可见Si、O个数比为

SiO2

1：2

Si

O

实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？

防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起

3.SiO2的化学性质：很稳定，不活泼

（2）与氢氟酸反应（特性）

（1）是酸性氧化物（和CO2比较）

SiO2 + CaO === CaSiO3

SiO2 + 2NaOH =Na2SiO3 + H2O

高温

你知道吗？

如何在玻璃上雕刻?这门工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？

SiO2 + H2O→

XXXXX

与其它酸不反应——（H2SO4、HNO3、HCl）

试剂

二氧化硅

氢氧化钠溶液

硝酸银晶体

氢氟酸

浓硫酸

试剂瓶

细口磨口塞

广口瓶

细口橡皮塞

棕色广口瓶

细口塑料瓶

实验室有五种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。

由于SiO2具有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然界的广泛存在（玛瑙、石英、水晶，沙子等），因此从古到今都被人类广泛地应用着。

４、二氧化硅的用途：

制光导纤维

水 晶 制 品

石 英 制 品

玛 瑙 制 品

三、硅酸(H2SiO3)

实验4-1:向饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸。

滴入酚酞溶液呈红色，

Na2SiO3溶液呈碱性,

问题研究1：怎样由石英(SiO2)制取硅酸？

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓

问题研究1：怎样由石英(SiO2)制取硅酸？

硅酸难溶于水

滴入盐酸有白色胶状沉淀产生

已知硅酸酸性比碳酸弱,请你描述将CO2通入到饱和的Na2SiO3溶液中产生的现象并写出有关化学反应方程式。

问题研究2：

现象：硅酸凝胶生成。

方程式：

Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 ↓ +Na2CO3

Na2SiO3+2H2O+2CO2=H2SiO3 ↓ +2NaHCO3

硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。

用途：

硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。

1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ）

A.溶解性：CO2 <SiO2

B.酸性：H2SiO3 > H2CO3

C.熔点：SiO2 > CO2（干冰）

D.硬度： SiO2 <CO2

练一练

C

2、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( )

A.烧碱溶液 B.浓硫酸

C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液

练一练

C

3、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 氢氧化钠溶液

练一练

B

4、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含有石灰石、石英, ,

有关反应的离子方程式为 .

取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反应,若产生气体,说明样品中有石灰石,若仍有不溶物,说明样品中有石英。

CaCO3 + 2H+ =Ca2++CO2↑+ H2O

练一练

课堂小结

作业：完成有关反应方程式。

再见！

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