第一节.ppt

1、第一节 无机非金属材料的主角硅,1、了解Si、SiO2、H2SiO3的主要性质。,2、认识Si、SiO2、H2SiO3的广泛用途,体会化学的创造性和实用性。,3、了解硅酸盐的主要性质。,硅在地壳中的含量仅次于 占26.3% 。 自然界中它容易与化合，是一种亲元素。,氧,氧,氧,1.硅的存在,氧化物 硅酸盐,石灰岩 碳酸盐 碳的氧化物,+4,+2 +4,2.碳和硅元素的比较,有结晶形（石英晶体） 无定形硅藻土,玛瑙,一、二氧化硅和硅酸,1、二氧化硅（ SiO2 ）,（）二氧化硅的存在,水晶,含有小粒的石英晶体,沙子,（2）二氧化硅的结构,Si,O,O,O,O,石英研钵,光导纤维,（3）二氧化硅的

2、用途,坩埚,根据SiO2的存在和用途,请你分析以下问题:SiO2具有哪 些物理性质?化学稳定性如何? 将你的认识写在下面的横线上,并与同学交流。 物理性质:_ 化学稳定性:_,不溶于水 硬度大 熔点高,很稳定,（）SiO2的化学性质:, 酸性氧化物,SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？（提示：玻璃中含有SiO2）,SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,玻璃黏胶剂, 特性 SiO2 4HF =SiF4 2H2O,（此反应常用于刻蚀玻璃）,实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,2、硅酸（H2SiO3）,滴入酚酞后溶液

3、变为红色，再滴入稀盐酸，溶液由红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生。,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白色胶状硅酸。,(1) 制取,(较强酸制较弱酸),Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体）,思考: 分析以上制取原理，若将CO2通入 Na2SiO3溶液中有何现象? (温馨提示: 碳酸的酸性强于硅酸的酸性),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。也可用做催化剂的载体。,（2）用途,1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质（ ） A.熔点很高 B.与水反

4、应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬 2.赏心悦目的花瓶图案是用下列物质的一种对玻璃进行刻蚀而形成的,这种物质是（ ） A.盐酸 B.氢氟酸 C.烧碱 D.纯碱,B,B,3、下列试剂不能贮存在用磨砂玻璃塞的试剂瓶里的 是（ ） A.HNO3溶液 B.NaOH溶液 C.盐酸 D.NaCl溶液,4.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的 是（ ） A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO3,D,B,5. 将过量的CO2分别通入： CaCl2溶液； Na2SiO3溶液； Ca(OH)2溶液； 饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有

5、白色沉淀析出的 是 ( ) A B C D,B,二、硅酸盐,结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定,1、最简单的硅酸盐：硅酸钠（Na2SiO3) 其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原 料，还可以作为矿物胶、黏胶剂。,硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。,实验4-2,当水分蒸发后燃烧,当水分蒸发后不燃烧,用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火,（制备木材防火剂的原料）,硅酸盐的丰富性和多样性（阅读课本P77）,（1）玻璃：,普通玻璃:以纯碱 、石灰石和石英 为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。,(Na2CO3),（SiO2）,Na2CO3+SiO2 = Na2SiO3+CO

6、2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 主要成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （Na2OCaO6SiO2）,2、硅酸盐工业,有关反应化学方程式：,高温,高温,（2）水泥,以黏土和石灰石为主要原料,经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，研成细粉就得到水泥。 石膏的作用是调节水泥硬化速度。,（3）传统硅酸盐陶瓷：,传统硅酸盐陶瓷是以黏土为原料，经高温烧结而成。日常生活中常见的陶瓷有日用器皿、建筑饰材、卫生洁具等。,人面鱼纹彩陶盆,（4）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 钢 （铁合金）导

7、磁性良好， 用作变压器铁芯。,硅橡胶,（具有均匀微孔结构 的铝硅酸盐。）,分子筛,(最好的既耐高温又耐 低温的橡胶),例如：Na2SiO3 :,Al2(Si2O5)(OH)4 ：,Ca(Al2Si3O10)3H2O ：,3、硅酸盐组成的表示： 硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示。,CaOAl2O33SiO23H2O,（活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水）,Na2OSiO2,Al2O32SiO22H2O,NaAlSi3O8:,Na2OAl2O36SiO2,三. 硅单质(晶体硅是良好的半导体材料),1、硅的存在和状态：,(1)在自然界中硅元素只有化合

8、态，无游离态； (2)与碳相似，单质硅也有晶体硅和无定形硅。,2、物理性质：,单质硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体， 熔沸点较高。,3、化学性质：,(1）在常温下,硅化学性质不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,硅不跟其他物质,如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。,Si+4HF=SiF4+2H2,Si+2F2=SiF4,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,3、化学性质：,（2）在加热时，硅能跟一些非金属反应。,SiO2+2C=Si+2CO,高温,粗硅提纯：,Si+2Cl2= SiCl4,SiCl4+2H2= Si+4HCl,高温,4、工业制粗硅：,高温,5、硅的用途,1、半导体材料 2、 制作太阳能电池 3、制作合金,SiF4,SiO2,Na2SiO3,H2SiO3,CaSiO3,Si,1下列反应能说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+CO2 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,B,C,3制造光导纤维的主要原料是( ) A晶体硅 B二氧化硅 C石墨 D硅酸钠 4下列叙述正确的是( ) A自然界存在大量单质硅 BSiO2 与任何酸都不起反应