无机非金属材料的主角硅

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,我们生存的地球，她坚硬的地壳是由什么构成的？阅读P741-2自然段回答,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。,构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。,岩石,硅元素(silicon)在地壳中的含量,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%,硅26.3%,硅的分布与存在,存在：没有游离态，只有化合态分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。,Si,最外层电子数是4，碳也是。,思考2：碳、硅原子主要显几价？,正四价（+4价）,思考1：硅原子最外层电子数是多少？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？,硅元素在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在，因为硅是一种亲氧元素,硅的化合物主要是+4的化合物，因为硅原子的最外层有4个电子，反应中既不易失去电子也不易得到电子,思考：,在手机，互联网普及的今天，你知道现代化的通讯方式是通过什么传递信号的吗？制备这种物质的主要原料是什么呢？,现代的通讯方式是通过光缆来传递信号的，光缆的主要部件是光导纤维，制备它的主要原料是SiO2,二氧化硅(SiO2),二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。是一种坚硬难熔的固体。,硅石,硅矿山,一、二氧化硅和硅酸,1、二氧化硅,（1）存在,硅石（12%）,结晶形：石英,无定形,水晶,玛瑙,水晶,玛瑙,思考1：什么是石英、水晶、玛瑙？,石英晶体是结晶的二氧化硅，石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶。,石英具有彩色环状或层状的称为玛瑙。,玛瑙,玛瑙,水晶,晶体二氧化硅,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,（2）二氧化硅的结构,SiO2原子晶体,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定,注意：晶体的化学式为SiO2，不表示有SiO2分子组成，晶体中只有Si、O原子，无分子,P74,物理性质对比,固体,1610,2230,不溶,大,坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。,（3）二氧化硅的物理性质,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？,防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。,思考？,（4）二氧化硅化学性质,不能与水反应,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,是酸性氧化物,SiO2+2OH=SiO32-+H2O,不与酸反应（除氢氟酸以外-特性）,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,在高温下与碳酸盐反应,SiO2+Na2CO3=CO2+Na2SiO3,高温,SiO2+CaCO3=CO2+CaSiO3,高温,玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？,不是盐,弱氧化性,SiO2+2C=Si+2CO,高温,实验室现提供下列试剂瓶,细口磨口塞玻璃瓶广口瓶细口橡皮塞玻璃瓶棕色广口瓶细口塑料瓶，如何存放下列药品?依据是什么?a.二氧化硅_b.氢氧化钠溶液c.硝酸银晶体_d.氢氟酸_e.浓硫酸_,高温,高温,高温,（5）二氧化硅的用途由于SiO2具有优良的物理化学性能加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。,光学纤维胃镜,石英制品,水晶,石英、玛瑙,二氧化硅用来制光导纤维,光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大，一对光纤上可同时传送3万门电话。,、制光导纤维,、石英表、石英钟,、石英玻璃制化学仪器,、水晶制光学仪器和工艺品,、玛瑙制精密轴承和装饰品,硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。,酸性较弱，比碳酸的酸性还弱。,2、硅酸(H2SiO3)阅读P76,干燥硅胶,湿硅胶,思考：二氧化硅难溶于水，那么，如何制得硅酸呢？,实验4-1P76：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸,滴入酚酞,溶液呈红色,Na2SiO3呈碱性,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl,实验探究：,滴入盐酸,有硅酸凝胶产生,硅酸难溶于水,（1）硅酸的制备,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3（白）,Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3（白）,原理：强酸制备弱酸酸性：HClH2CO3H2SiO3,现象：白色胶状物生成,思考：,原料若只有SiO2，如何用它制作H2SiO3？,（2）硅酸的性质不稳定性弱酸性,H2SiO3+2NaOH=2H2O+Na2SiO3,不能一部完成,（3）硅胶(H2SiO3）,制备：H2SiO3硅酸凝胶硅酸干凝胶“硅胶”用途：硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。,1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（）A.溶解性：CO2H2CO3C.熔点：SiO2CO2（干冰）D.硬度：SiO2CO2,C,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,C,3、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液B盐酸C硫