1、第一節無機非金屬材料的主角第一節無機非金屬材料的主角硅硅（第（第2課時）課時）第四章第四章 非金屬及其化合物非金屬及其化合物例如：例如：NaNa2 2SiOSiO3 3 : :AlAl2 2(Si(Si2 2O O5 5)(OH)(OH)4 4 ：Ca(AlCa(Al2 2SiSi3 3O O1010)3H)3H2 2O O鈣沸石鈣沸石正長石正長石（高嶺石）（高嶺石）硅酸鹽種類繁多，結構復雜，組成各異，通常用二氧硅酸鹽種類繁多，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。化硅和金屬氧化物的組合形式表示。CaOAlCaOAl2 2O O3 33SiO3SiO2 23H3H2 2

2、O OK K2 2OAlOAl2 2O O3 36S6SiOiO2 2（活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水）（活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水）NaNa2 2OSiOOSiO2 2AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O OKAlSiKAlSi3 3O O8 8 硅酸鹽組成的表示：硅酸鹽組成的表示：硅酸鹽氧化物組成的書寫規律：硅酸鹽氧化物組成的書寫規律：1.各元素寫成相應的氧化物，元素的價態保持各元素寫成相應的氧化物，元素的價態保持不變。不變。2. 順序按先金屬后非金屬順序按先金屬后非金屬,金屬元素中按金屬金屬元素中按金屬活動順序表依次排列，中間用活動順序

3、表依次排列，中間用“”間隔。間隔。3.注意改寫后應與原來化學式中的原子個數比注意改寫后應與原來化學式中的原子個數比不變。不變。實驗實驗4-24-2放入蒸餾水放入蒸餾水放入放入Na2SiO3飽和溶液飽和溶液現象現象結論結論當水分蒸當水分蒸發后燃燒發后燃燒當水分蒸發后當水分蒸發后不易燃燒不易燃燒用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火（制備木材防火劑的原料）（制備木材防火劑的原料）硅酸鈉的用途：硅酸鈉的用途：1.水溶液有粘性，做粘合劑。水溶液有粘性，做粘合劑。2.作防火劑。作防火劑。3.做肥皂填充劑。做肥皂填充劑。硅酸鈉的性質：硅酸鈉的性質：相對穩定，不能燃燒，不易腐蝕，相

4、對穩定，不能燃燒，不易腐蝕，水溶液呈堿性。水溶液呈堿性。學案思考學案思考2. 歸納硅酸鈉的性質和用途。歸納硅酸鈉的性質和用途。結合人類居所的變遷，結合人類居所的變遷，聯系本節內容，談談聯系本節內容，談談你的感想。你的感想。動動腦動動腦生產原料生產原料 設備名稱設備名稱 生產條件生產條件玻璃玻璃水泥水泥純堿、石灰純堿、石灰石、石英石、石英玻璃窯玻璃窯水泥回轉水泥回轉窯窯煅燒煅燒熔融熔融黏土、石灰黏土、石灰石、石膏石、石膏水泥和玻璃水泥和玻璃人面魚紋盆人面魚紋盆秦磚秦磚漢瓦漢瓦兵馬俑兵馬俑明長城明長城 說說古代陶瓷對人類文說說古代陶瓷對人類文明發展的重要作用。明發展的重要作用。動動腦動動腦透明陶瓷

5、透明陶瓷 高壓鈉燈管高壓鈉燈管生物陶瓷生物陶瓷人造骨人造骨金剛砂金剛砂硅鋼硅鋼硅橡膠硅橡膠生物陶瓷生物陶瓷具有特殊功能的含硅物質：具有特殊功能的含硅物質：三三. 硅單質硅單質(晶體硅是良好的半導體材料晶體硅是良好的半導體材料)硅的性質硅的性質硅單質硅單質硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。而脆的固體。晶體硅的結構類似于金剛石，熔晶體硅的結構類似于金剛石，熔點點(1410)和沸點都很高，硬度大。和沸點都很高，硬度大。導電性介于導體和絕緣體之間。導電性介于導體和絕緣體之間。常溫下硅單質的化學性質不活潑常溫下硅單

6、質的化學性質不活潑物理性質物理性質用途：用途：集成電路、晶體管、硅整流器等半導集成電路、晶體管、硅整流器等半導體材料，還可以制成太陽能電池、硅體材料，還可以制成太陽能電池、硅的合金可用來制造變壓器鐵芯等。的合金可用來制造變壓器鐵芯等。半導體晶體管及芯半導體晶體管及芯片的出現片的出現,促進了促進了信息技術革命信息技術革命.小小 結：結：1.無機非金屬材料無機非金屬材料傳統無機非金屬材料傳統無機非金屬材料新型無新型無 機非金屬材料機非金屬材料2.硅酸鈉的性質和用途硅酸鈉的性質和用途3.單質硅的性質和用途單質硅的性質和用途學案思考學案思考3.實驗室存放氫氧化鈉和碳酸實驗室存放氫氧化鈉和碳酸鈉的試劑瓶

7、為什么不能用玻璃塞？鈉的試劑瓶為什么不能用玻璃塞？二、硅酸鹽二、硅酸鹽結構復雜，一般不溶于水，化學性質很穩定結構復雜，一般不溶于水，化學性質很穩定1、最簡單的硅酸鹽：硅酸鈉（最簡單的硅酸鹽：硅酸鈉（Na2SiO3) 其水溶液俗稱水玻璃，是制備硅膠和木其水溶液俗稱水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。還可以作為礦物膠。材防火劑等的原料。還可以作為礦物膠。硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。v作為良好的半導體材料作為良好的半導體材料，硅可用來制造集成電，硅可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導體器件，還可以路、晶體管、硅整流器等半導體器件，還可

8、以制成太陽能電池，可制成有良好導磁性、耐酸制成太陽能電池，可制成有良好導磁性、耐酸性的合金。性的合金。硅的用途硅的用途半導體晶體管及芯半導體晶體管及芯片的出現片的出現,促進了促進了信息技術革命信息技術革命.具有特殊功能的含硅物質：具有特殊功能的含硅物質： a、碳化硅（、碳化硅（SiC俗稱金剛砂），具有金俗稱金剛砂），具有金剛石的結構。硬度很大，用作砂紙、砂輪剛石的結構。硬度很大，用作砂紙、砂輪的磨料。的磨料。 b、硅硅 鋼鋼（鐵合金）（鐵合金） 導導磁性良好，磁性良好，用作變壓器用作變壓器鐵芯。鐵芯。硅橡膠：硅橡膠：分子篩：分子篩： 具有均勻微孔具有均勻微孔結構的鋁硅酸鹽。結構的鋁硅酸鹽。硅的

9、工業制法硅的工業制法1、制粗硅、制粗硅SiO2+2C=Si+2CO2、粗硅提純、粗硅提純Si+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si+4HCl5 5、工業制粗硅：、工業制粗硅：SiOSiO2 2+2C=Si+2+2C=Si+2COCO高溫高溫粗硅提純：粗硅提純：Si+2ClSi+2Cl2 2=SiCl=SiCl4 4高溫高溫SiClSiCl4 4+2H+2H2 2=Si+4HCl=Si+4HCl高溫高溫+C +Cl+C +Cl2 2 精餾精餾+H+H2 2SiOSiO2 2 粗硅粗硅 SiClSiCl4 4 Si( Si(純硅純硅) )高溫高溫高溫高溫高溫高溫閱讀閱讀: : 硅的用途硅的

10、用途(P79P80)(P79P80)1）玻璃：）玻璃：普通玻璃普通玻璃: 以純堿以純堿 、石灰石和石英、石灰石和石英 為原料，經混合、粉碎，在玻璃窯中熔融為原料，經混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得。制得。 （SiO2 ）Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2主要成分：主要成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （Na2OCaO6SiO2）2 2、硅酸鹽工業、硅酸鹽工業有關反應化學方程式：有關反應化學方程式：高溫高溫高溫高溫(Na2CO3)種類種類特性特性用途用途普通玻普通玻璃璃在較低溫度下易軟在較低溫度下易軟化化窗玻璃、玻璃器皿等窗玻璃

11、、玻璃器皿等石英玻石英玻璃璃膨脹系數小、耐酸膨脹系數小、耐酸堿、強度大、濾光堿、強度大、濾光化學儀器；高壓水銀燈、紫外燈的燈殼化學儀器；高壓水銀燈、紫外燈的燈殼等等光學玻光學玻璃璃光性能好、有折光光性能好、有折光和色散性和色散性眼鏡片；照相機、顯微鏡、望遠鏡、用眼鏡片；照相機、顯微鏡、望遠鏡、用凹凸透鏡等光學儀器凹凸透鏡等光學儀器玻璃纖玻璃纖維維耐腐蝕、不怕燒、耐腐蝕、不怕燒、不導電、不吸水、不導電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲隔熱、吸聲、防蟲蛀蛀宇航員的衣服、玻璃鋼等宇航員的衣服、玻璃鋼等鋼化玻鋼化玻璃璃耐高溫、耐腐蝕、耐高溫、耐腐蝕、強度大、質輕、抗強度大、質輕、抗震裂震裂運動器材；微波通信器

12、材；汽車、火車運動器材；微波通信器材；汽車、火車窗玻璃等窗玻璃等一些特種玻璃的性質和用途一些特種玻璃的性質和用途 普通玻璃普通玻璃普通鋼普通鋼玻璃鋼玻璃鋼主要組成元素主要組成元素或物質或物質Na2SiO3、CaSiO3、SiO2Fe、C、Mn、Si等等玻璃纖維和合成玻璃纖維和合成樹脂樹脂材料類別材料類別傳統無機非金屬傳統無機非金屬材料材料金屬材料或合金金屬材料或合金復合材料復合材料性質特點性質特點無固定熔點、易無固定熔點、易軟化、易破碎軟化、易破碎堅硬、有韌性、堅硬、有韌性、有彈性有彈性重量輕、強度高、重量輕、強度高、耐水、耐磨、耐耐水、耐磨、耐腐蝕、產品美觀腐蝕、產品美觀用途用途建筑材料、制

13、化建筑材料、制化學儀器、窗玻璃、學儀器、窗玻璃、玻璃器皿等玻璃器皿等制鋼軌、鋼絲、制鋼軌、鋼絲、機器零件、刀具、機器零件、刀具、建筑工業、化工建筑工業、化工生產、醫療器械生產、醫療器械制造制造生產游樂車、運生產游樂車、運輸罐、餐桌、船輸罐、餐桌、船體、汽車車身、體、汽車車身、印刷電路板、排印刷電路板、排水管道水管道2）水泥水泥：以黏土和石灰石為主要原料以黏土和石灰石為主要原料v經研磨、混合后在水泥回轉爐中煅燒，經研磨、混合后在水泥回轉爐中煅燒，再加入適量石膏，研成細粉就得到水泥。再加入適量石膏，研成細粉就得到水泥。v石膏石膏作用是調節水泥硬化速度。作用是調節水泥硬化速度。3）陶瓷：）陶瓷：（傳

14、統硅酸鹽陶瓷）（傳統硅酸鹽陶瓷） 主要原料：粘土；經高溫燒結而成。主要原料：粘土；經高溫燒結而成。 日用器皿、建筑飾材、衛生潔具日用器皿、建筑飾材、衛生潔具大規模集成電路太陽能電池3 3、化學性質：、化學性質：不活潑不活潑(1)(1)常溫下：常溫下： Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2 Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2注：注：與酸（除與酸（除HFHF）不反應，其它氧化劑，如）不反應，其它氧化劑，如ClCl2 2、O O2 2、H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3等常溫下都不與硅起反應

15、。等常溫下都不與硅起反應。(2)(2)加熱時：與某些非金屬反應。加熱時：與某些非金屬反應。Si+OSi+O2 2=SiO=SiO2 24 4、用途：、用途：半導體材料半導體材料 Si+2FSi+2F2 2=SiF=SiF4 42要除去要除去SiO2中混有的少量中混有的少量CaO雜質，最適宜的試雜質，最適宜的試劑是劑是 ( ) A. 純堿溶液純堿溶液 B. 鹽酸鹽酸 C. 硫酸硫酸 D. 苛性鈉溶液苛性鈉溶液B1. 將過量的將過量的CO2分別通入：分別通入： CaCl2溶液；溶液； Na2SiO3溶液；溶液； Ca(OH)2溶溶液；液； 飽和飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉溶液。最終溶液

16、中有白色沉淀析出的是淀析出的是 ( ) A B C DB3下列反應能說明二氧化硅是酸性氧化物的是下列反應能說明二氧化硅是酸性氧化物的是 ASiO2 +2C=Si+2CO BSiO2 +2NaOH=Na2SiO3+H2O CSiO2 +4HF=SiF4+2H2O DSiO2 +CaCO3=CaSiO3+CO24下列物質中，不能用玻璃瓶來盛裝的是下列物質中，不能用玻璃瓶來盛裝的是 A. 燒堿溶液燒堿溶液 B. 濃硫酸濃硫酸 C. HF氫氟酸氫氟酸 D. 碳酸鈉溶液碳酸鈉溶液BC6制造光導纖維的主要原料是制造光導纖維的主要原料是 A晶體硅晶體硅 B二氧化硅二氧化硅 C 石墨石墨 D硅酸鈉硅酸鈉7下列敘述正確的是下列敘述正確的是 A自然界存在大量單質硅自然界存在大量單質硅 BSiO2 與任何酸都不起反應與任何酸都不起反應 C光導纖維被廣泛應用于能量傳輸和信息傳輸光導纖維被廣泛應用于能量傳輸和信息