人教版高中化学必修第四章第一节无机非金属材料的主角-Si.ppt

无机非金属材料的主角——Si ？请画出碳和硅的原子结构示意图 【例1】 下列说法正确的是(　　) A．二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应 B．根据反应SiO2＋CaCO3 ==== CaSiO3＋CO2↑可推知硅酸酸性比碳酸强 C．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 D．晶体硅常被用来制造光导纤维 【例4】.工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑ ① ，又能跟氯气反应经提纯得到 SiCl4后再用氢气还原制得纯硅：Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4 ② ，SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl③。根据以上反应回答下列问题： （1）反应①中焦炭做（ ） A.还原剂 B.氧化剂 C.二者都不是 （2）反应②属于（ ），反应③属于（ ） A.化合反应 B.分解反应 C.氧化还原反应 D.非氧化还原反应 E.置换反应 三、硅酸盐 实验4-2 硅酸盐组成表示 硅酸盐的丰富性和多样性（阅读P77） 陶瓷 日用器皿、建筑饰材、卫生洁具 生产原料：黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O ） 生产设备：陶瓷窑 生产过程：混合-成型-干燥-烧结-冷却 主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、 绝缘、易成型 生产原料：纯碱、石灰石、石英 （Na2CO3、CaCO3、SiO2） 生产设备：玻璃熔炉 反应原理： 主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 主要特性：非晶体，无固定的熔点 生产原料：石灰石、黏土 （CaCO3、 Al2O3·2SiO2·2H2O ） 生产设备：水泥回转窑 主要成分：3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 主要特性：水泥具有水硬性 具有特殊功能的含硅物质 碳化硅（SiC俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。 硅橡胶 具有均匀微孔结构的铝硅酸盐 小结硅酸盐 长石 滑石 石棉 高岭土 粘土 人面鱼纹盆 传统无机非金属材料 硅酸盐产品 陶瓷 水泥 玻璃 阅读教材78-79 硅酸盐产品 陶瓷 玻璃 水泥 陶器 瓷器 陶 瓷 玻璃 高温 SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑ SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2↑ 高温 玻 璃 玻璃 有色玻璃 钢化玻璃 加入了不同的金属氧化物 普通玻璃加热接近熔化再急速冷却 玻璃 水泥 水 泥 硅 钢 （铁合金） 导磁性良好，用作变压器铁芯 汉中市陕飞二中 1972 力行 好学 求实 和谐 硅材料 建筑材料——水泥 建筑装饰 材料—玻璃 无机非金属材料用作电子器件 荧光材料 特殊新型 复合材料 一、硅单质 分析： 既不易失去电子，又不易得到电子，主要形成四价的化合物。 1、存在及物理性质 硅元素以什么样的形态存在于自然界？ 硅在地壳中含量仅次于氧，居第2位，硅在自然界的存在形态：没有游离态，只有化合态-----二氧化硅、硅酸盐 硅单质：灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，是很好的半导体材料！晶体硅和无定形硅---同素异形体 硅 图4-11 单晶硅 图4-11 单晶硅 2、Si 化学性质 与单质的反应： Si + O2 === SiO2 Si + 2F2 === SiF4 与酸的反应 Si + 4HF === SiF4↑ + 2H2 ↑ Note:与硝酸、硫酸不反应 与碱的反应 Si + 2NaOH + H2O === Na2SiO3 + 2H2 ↑ 硅的化学性质不活波，但在常温下可以和氟气（F2）、氢氟酸（HF）和强碱反应 Si+2Cl2==SiCl4 硅的用途的树形图 如何得到Si 呢？ 3、单质Si的制备 在高温下让粗硅（Si）与氯气（Cl2）反应，其产物在高温下被氢气（H2）还原而得到较纯的硅 SiCl4+2H2===Si+4HCl 高温 （高纯硅 99.9999999％） 提纯硅 Si + 2Cl2=== SiCl4 高温 粗硅 SiO2 +2C == Si + 2CO↑ 高温 粗硅 制粗硅 用途 集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。 集成电路 晶体管 5.用途 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. 硅太阳能电池 电