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4非金属及其化合物-2-§4.1无机非金属材料的主角—硅（第1课时）-3-【学习目标】【重点难点】1、了解硅的重要化合物的主要性质，认识硅及其化合物的主要用途。2、联系生产生活实际，培养学生对知识的迁移能力。重点：二氧化硅的性质难点：硅酸盐的丰富性和多样性。-4-科学视野美国的硅谷——“斯坦福科研工业区”是美国电子和计算机工业中心，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％以上的著名半导体公司，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。硅谷siliconvalley-5--6-§4非金属及其化合物§4.1无机非金属材料的主角——硅-7-科学视野-8-科学视野锦绣中华-9-科学视野主要成份：SiO2-10-科学视野在地壳中硅的含量为26.3%，仅次于氧。硅的氧化物及硅酸盐够成了地壳大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要角色。-11-Si最外层电子数是4，碳也是。思考2：碳、硅原子主要显几价？正四价（+4价）①碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。②硅元素在自然界都是与氧的化合物的形态存在。思考1：硅原子最外层电子数是多少？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？思考3：比较碳、硅亲合氧的能力。思考·交流-12-阅读、思考：地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的_____%,存在形态有_______和________两大类，统称______。12结晶形无定形硅石思考·交流-13-思考·交流晶体二氧化硅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。矿床类型主要为火山物源沉积型矿床(吉林长白、山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等)和陆源沉积型(云南寻甸、四川米易硅藻土矿等)矿床。成矿时代集中在第三纪和第四纪，以第三纪为主。晶-14-思考·交流其性质主要与结构有关：正四面体空间网状结构SiO2的结构正四面体空间网状结构硅氧原子比例：1:2没有SiO2分子存在，只存在硅氧原子-15-思考·交流二氧化硅的用途由于SiO2具有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。-16-光学纤维胃镜用光导纤维做手术，不用开刀。二氧化硅的用途交流·研讨-17-交流·研讨二氧化硅的用途-18-交流·研讨透过图片思考: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？-19-不溶于水，熔沸点比较高，硬度比较大。1.物理性质：思考·交流-20-思考：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？明确：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。实验·探究-21-实验·探究②不能与水反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O高温①酸性氧化物SiO2+CaO==CaSiO32.化学性质-22-实验·探究2.化学性质③特性：（与氢氟酸反应）SiO2+4HF==SiF4+2H2O（用于雕刻玻璃）（用于工业制粗硅，这就是“从沙滩到用户”）SiO2+2C===Si+2CO高温④弱氧化性-23-②③④⑤①实验室现提供下列试剂瓶,①细口磨口塞玻璃瓶②广口瓶③细口橡皮塞玻璃瓶④棕色广口瓶⑤细口塑料瓶，如果你是实验室管理员,你将如何存放下列药品?你的依据是什么?a.二氧化硅______b.氢氧化钠溶液____c.硝酸银晶体_____d.氢氟酸___e.浓硫酸____随堂练习-24-二氧化碳二氧化硅状态物理性质化学性质与水与碱与碱性氧化物与酸用途二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不反应SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O固态熔沸点低气态熔沸点高、硬度大——SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O人工降雨，灭火等装饰、石英坩埚、光纤等高温SiO2+CaO=CaSiO3-25-探究实验4-13-5mL硅酸钠溶液1-2滴酚酞稀盐酸先后二、硅酸实验·探究-26-现象结论化学方程式离子方程式SiO32-+2H+==H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓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硅酸；c.先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶;d.静置则形成硅酸沉淀。滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生。实验·探究-27-实验·探究问题1：怎样以石英(SiO2)为主要原料制取硅酸？硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。问题2：可溶性硅酸盐与CO2反应生成不溶于水的硅酸Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓-28-生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用做干燥剂。用途-29-①本节课学习了哪些知识和学习方法？②通过本节课的学习你有哪些收获或感想？小结不溶于水、极弱酸(酸性比碳酸还弱）制法：SiO32-+2H+==H2SiO3↓SiO32-+H2O+CO2==H2SiO3↓+CO32-H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+H2O性质：-30-一、SiO2结构特点物理性质化学性质用途①②③④二、H2SiO3物理性质化学性质用途实验室制法小结-31-§4.1无机非金属材料的主角—硅（第2课时硅酸盐和硅单质）-32-1、初步了解硅酸盐的重要用途及组成。2、掌握硅的物理性质和重要用途。3、掌握硅酸钠的化学性质。【学习目标】【重点难点】硅酸盐的重要用途及组成,硅的物理性质和重要用途，硅酸钠的化学性质。。-33--34-硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称；硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多数不溶于水，化学性质稳定。1、硅酸盐-35-常见硅酸盐矿物思考:看书学习如何将硅酸盐用氧化物的形式表示？-36-硅酸盐结构复杂、种类繁多，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。例如：Na2SiO3:Na2O·SiO2CaSiO3:Ca2O·SiO2-37-要领：各元素写成相应的氧化物，化合价不变，元素守恒格式：金属氧化物、二氧化硅、水(各氧化物前系数为最简整数比)顺序：金属按活动顺序表-38-用氧化物形式表示下列硅酸盐：1.蛇纹石：H4Mg3Si2O92.钙长石：CaAl2SiO63.石棉：CaMg3Si4O124.长石：KAlSi3O85.普通玻璃：CaNa2Si6O141.3MgO·2SiO2·2H2O2.CaO·Al2O3·SiO23.CaO·3MgO·4SiO24.K2O·Al2O3·6SiO25.CaO·Na2O·6SiO2-39-三、硅酸盐硅酸盐的结构很复杂，一般都不溶于水。1.硅酸钠（Na2SiO3）溶于水，其水溶液俗称为水玻璃，可制备硅胶、木材防火剂等。实验探究2取两条一样的干燥布条，分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干后，分别放置在酒精灯外焰处。观察现象。思考·交流放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论燃烧无明火，不燃烧Na2SiO3不易燃烧，可作防火剂-40-无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃3.硅酸盐产品交流·研讨-41-硅酸盐产品简介硅酸盐产品水泥陶瓷玻璃制造原料黏土、石灰石、石膏黏土、石英砂纯碱、石灰石、石英主要设备水泥回转窖玻璃窖生产条件高温煅烧高温烧结高温熔融主要成分硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙复杂，主要是硅酸盐硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅生产共同点都在高温下，发生了复杂的物理和化学变化，原料都有含硅的物质，产品都含有硅酸盐，且都是混合物。科学视野-42-种类特性用途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等光学玻璃透光性能好，有折光和色散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢等钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材；微波通讯器材;汽车、火车窗玻璃等几种特种玻璃-43-景德镇传统名瓷之一的粉彩瓷-44-享有盛誉的中国古代陶瓷-45--46-特殊功能含硅物质碳化硅硅钢硅橡胶分子筛性能硬度很大很高的导磁性耐高低温，弹性好均有微孔结构用途砂纸、砂轮磨料变压器铁芯做零件、绝缘材料吸附剂、催化剂科学视野-47-传统无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥新型无机非金属材料：新型陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等高温结构陶瓷、压电陶瓷科学视野-48-高压钠灯透明氧化铝陶瓷科学视野-49-生物陶瓷应用科学视野-50-用高温结构陶瓷做的发动机叶片科学视野-51-4、硅单质（1）存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。（2）物理性质：晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410℃)和沸点都很高，硬度大。(3)化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼导电性介于导体和绝缘体之间。Si+O2===SiO2交流·研讨-52-(4)用途电脑的中央处理器（CPU）硅太阳能电池晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料。交流·研讨(5)制法SiO2+2C===Si+2CO↑高温-53-小结硅酸盐1.表示方法：①盐化学式法②盐氧化物法2.硅酸钠⑴硅酸钠是一种无色晶体，熔点高⑵硅酸钠易溶于水，水溶液俗称水玻璃，呈碱性⑶Na2SiO3易吸收空气中的CO2：Na2SiO3+H2O+CO2==2NaCO3+H2SiO3（胶体）⑷Na2SiO3溶液（水玻璃）—木材防火、黏胶剂等3.硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃4.硅①存在与状态；②物理性质；③化学性质④用途；⑤用途。