高一化学4-1无机非金属材料的主角-硅.ppt

第四章非金属及其化合物 第一节无机非金属材料的主角 硅 1 地壳中第二 为26 3 占地壳质量的90 以上 地球生物生存的根基 硅酸盐 空气 水 阳光 从原子角度认识硅原子 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 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4什么是硅石 石英 水晶 玛瑙 阅读63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 2 结构 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 SiO2 四面体 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 思考题6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 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 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 A 物理性质 与CO2对比 B 化学性质 与CO2对比 二氧化硅和二氧化碳的比较 CO2 SiO2 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 B SiO2的化学性质 很不活泼 高温 讨论 初中学过的酸性氧化物的通性包括哪些方面 以CO2为例 1 酸性氧化物 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 单质 氧化物 酸 碱 盐的相互关系 金属非金属盐碱性氧化物酸性氧化物碱酸碱和盐酸和盐盐盐另两种盐 盐和水 盐和金属 盐和氢气 与HF的反应SiO2 4HF SiF4 2H2O 此反应常用于雕刻玻璃 2 特性 3 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 是否正确 想一想 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 3 弱氧化性 SiO2 2CSi 2CO 高温 SiO2 2MgSi 2MgO 高温 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 能 CO2 H2O H2CO3 但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3 这是一个特性 思考 刚才讲到SiO2不能直接和水化合成H2SiO3 那怎样制备H2SiO3呢 2 硅酸 H2SiO3 H2SiO3是SiO2的对应水化物 SiO2是H2SiO3的酸酐 是一种不溶性酸 是一种白色固体 其酸性比H2CO3还弱 1 制法 可溶性硅酸盐与酸反应 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 实验4 1 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 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 Si