非金属及其化合物2

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 + 2C Si + 2CO,高温,SiO2 + 2Mg Si+ 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,CO2H2OH2CO3 ，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。,SiO32- + H2O + CO2= CO32