2017-2018学年鲁科版必修1 第4章第1节 硅 无机非金属材料 课件（43张）

课件43张PPT。第4章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料 很久以前的一个阳光明媚的日子，有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝鲁斯河河口的沙洲时便搁浅了。中午到了，大家用船上装的苏打晶体垒起锅灶，在沙洲上埋锅造饭。当他们吃完饭收拾餐具时，发现了一个奇妙的现象：只见锅下沙子上有种东西晶莹发光，十分可爱。大家都不知道这是什么东西，以为发现了宝贝，就把它收藏了起来。其实，这是在烧火做饭时，支着锅的苏打块在高温下和地上的石英砂发生了化学反应，形成了玻璃。你知道玻璃的主要成分是什么吗？工业上如何制玻璃？2.了解二氧化硅的主要性质及其用途；（重点） 3.了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。1.了解硅的主要性质；（重点）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。常见存在物质形式：一、硅存在形态：无游离态，只有化合态二氧化硅和硅酸盐同素异形体晶体硅由同种元素组成的性质不同的单质无定形硅氧48.60%硅26.30%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.76%其他1.20%硅元素在地壳中的含量含量仅 次于氧观察硅单质的实物图片，总结硅的物理性质硅单质单晶硅1.物理性质灰黑色、有金属 光泽固体大高介于导体 和绝缘体 之间2.化学性质 （1）常温下 化学性质稳定,不易与H2、O2、Cl2、硫酸、硝酸、盐酸等物质反应,只与强碱、氢氟酸、氟气反应。 Si+2NaOH+H2O ==== Na2SiO3+2H2↑Si+2F2 ==== SiF4Si+4HF ==== SiF4↑+2H2↑与氢氧化钠与F2与HF(2)加热（燃烧，放出大量的热）（粗硅）高温3.硅的工业制法(粗硅)【想一想】粗硅如何提纯?硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有高纯度的硅才能实现，所以需要对粗硅进行提纯（粗硅）最早使用的半导体材料是锗，现在最广泛 使用的半导体材料是硅。4.硅的用途（1）硅芯片 半导体材料导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料（2）制集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料。 （3）含硅4%的钢可制变压器铁芯。 （4）含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设备。太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）硅光电池大规模集成电路二、二氧化硅1.二氧化硅的存在在自然界主要存在于水晶、石英和沙子等物质中纯净的二氧化 硅俗称水晶2. 物理性质无色高大不溶于水不导电SiO二氧化硅的结构SiO2是由Si和O按1:2的比例组成的立体空间网状结构，没有SiO2 分子存在，只存在硅、氧原子。SiO2的晶体结构图【科学视野】①与烧碱溶液反应 SiO2+2NaOH ==== Na2SiO3+H2O（1）酸性氧化物3.化学性质②与氧化钙反应（2）与碳酸盐反应（3）不与酸反应（除氢氟酸以外）SiO2 + 4HF ==== SiF4↑+ 2H2O（4）弱氧化性均属于酸性氧化物CO2 + CaO ==== CaCO3CO2 + 2NaOH ==== Na2CO3+H2OSiO2 + 2NaOH ==== Na2SiO3 + H2OCO2 + H2O ==== H2CO3不反应不反应SiO2 + 4HF ==== SiF4↑+ 2H2O二氧化硅与二氧化碳的区别和联系【思考与交流】 1.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？【提示】 防止玻璃塞中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3 ，使瓶塞和瓶口粘在一起 （SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O）。 【思考与交流】【方法点拨】盛有硅酸钠溶液的试剂瓶也不能用玻 璃塞，因为它本身是一种粘合剂。2.为什么不能用玻璃瓶保存氢氟酸? 那用什么瓶保存?为什么能用氢氟酸来刻蚀玻璃？【提示】原因是玻璃中含有SiO2会与HF反应生成SiF4气体；用塑料瓶盛装氢氟酸。玻璃花雕刻工艺【化学与生活】4.用途(1)沙子是基本的建筑材料。 (2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。 (3)石英和玛瑙制作饰物和工艺品。硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，硅酸盐是一种结构复杂的固 ... ...