第四章第一节(线索).ppt

氧48 6 硅26 3 铝7 73 铁4 75 钙3 45 钠2 74 钾2 47 镁2 00 氢0 16 其他1 20 第四章非金属及其化合物 硅在地壳中含量第二 硅的氧化物及硅酸盐约占地壳质量的90 以上 硅的存在与分布 存在 没有游离态 只有化合态分布 自然界中分布广泛 是构成矿物和岩石的基本元素 从原子结构认识硅 硅和碳一样 其原子既不易失去电子 也不易得到电子 所以硅的化学性质不活泼 主要形成四价化合物 C Si 碳是构成有机物的主要元素 硅是构成岩石和许多矿物的主要元素 从原子结构认识硅 思考 碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么 碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强 Si无单质状态化合态 硅的氧化物和硅酸盐 天然的SiO2硅石 一 二氧化硅和硅酸 1 二氧化硅 SiO2 1 存在 思考题什么是硅石 石英 水晶 玛瑙 阅读75页 画出由硅石分类到玛瑙的树状分类图 地球上存在的天然二氧化硅称为 统称为 硅石 硅石 结晶形 石英 无定形 无色透明 彩色环带或层状 水晶 玛瑙 天然水晶 天然玛瑙 每1个Si原子周围结合4个O原子 Si在中心 O在四个顶角 同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合 硅原子 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2 1 用SiO2来表示二氧化硅的组成 表示O与Si的原子个数比 不是分子式是化学式 SiO4 四面体结构 立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质 2 结构 思考题下列说法错误的是 A SiO2是二氧化硅的化学式B SiO2晶体是由Si和O按1 2的比例所组成的立体网状结构的晶体C SiO4 四面体只存在于二氧化硅晶体中D 沙子里含无定形二氧化硅E 石英就是水晶F SiO2从古到今被人类广泛地应用着 是因为SiO2的立体网状结构和它在自然界的广泛存在 CDE 石英坩埚 现代通信用光缆 光学纤维胃镜 用光导纤维做无开刀手术 光导纤维手术头灯 危害 在隧道开凿 石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘 人长期吸入含有二氧化硅的粉尘 就会患硅肺病 旧称矽肺 表示二氧化碳分子及其组成 表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比 气态 固态 很小 很大 可溶于水 不溶于水 很低 很高 3 性质 SiO2是一种坚硬难熔的固体 不溶于水 纯净的二氧化硅无色透明 物理性质 都属酸性氧化物 水溶性 SiO2的化学性质 很不活泼 高温 讨论 什么叫酸性氧化物 初中学过的酸性氧化物的通性包括哪些方面 以CO2为例 1 具有酸性氧化物的通性 SiO2 CaO CaSiO3 与强碱反应生成盐和水 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O硅酸钠 与碱性氧化物反应生成盐 有粘性 SiO2 4HF SiF4 2H2O 此反应常用于雕刻玻璃 2 特性 与氢氟酸HF反应 某同学根据SiO2既可与碱反应 也能与氢氟酸反应 推断SiO2为两性氧化物 SiO2 2C SiO2 2Mg 3 在高温下能与还原剂反应 表现弱氧化性 Si 2CO Si 2MgO 2 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸 1 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 HF能腐蚀玻璃 因此 盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶 NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3 使瓶塞部分粘结而无法打开 因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞 想一想 与水反应 与碱性氧化物反应 与碱反应 CO2 H2O H2CO3 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 Na2O Na2CO3 CO2 CaO CaCO3 不能 能与强碱反应 能与氢氟酸反应 SiO2 CaO CaSiO3 高温 解读P94 CO2 H2O H2CO3 但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3 这是一个特性 思考 SiO2不能直接和水化合成H2SiO3 那怎样制备H2SiO3呢 2 硅酸 H2SiO3 H2SiO3是一种很弱的酸 酸性比H2CO3还弱 是一种不溶性酸 是一种白色固体 它是SiO2的对应水化物 1 制法 由于SiO2不溶于水 所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与酸反应制得的 实验4 1 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 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 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 SiO32 2H H2SiO3 离子方程式 2 酸性太弱 只能与强碱发生中和反应H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 3 不稳定 比H2CO3稳定 受热易分解 用H2CO3可制得H2SiO3 可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱 SiO32 H2O CO2 CO32 H2SiO3 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 二 硅酸盐 结构复杂 一般不溶于水 化学性质很稳定 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 是由硅 氧和金属组成的化合物的总称 实验4 2 当水分蒸发后燃烧 当水分蒸发后不易燃烧 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P76 人面鱼纹盆 陶瓷 日用器皿 建筑饰材 卫生洁具 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 水泥 以黏土和石灰石为主要原料 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 导磁性良好 用作变压器铁芯 硅橡胶 分子筛 具有均匀微孔结构的铝硅酸盐 生物陶瓷 人造骨 三 硅单质 晶体硅是良好的半导体材料 2 要除去SiO2中混有的少量CaO杂质 最适宜的试剂是 A 纯碱溶液B 盐酸C 硫酸D 苛性钠溶液3 下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是 A SiO2 2C Si 2CO B SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2OC SiO2 4HF SiF4 2H2OD SiO2 CaCO3 CaSiO3 CO2 4 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 HF氢氟酸D 碳酸钠溶液 B B C 1 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 最终溶液中有白色沉