硅与硅的化合物

1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物 第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角 硅硅 第一课时第一课时 活动一：阅读活动一：阅读P74获取新知获取新知 1. 1.地壳中含量前两位的元素为地壳中含量前两位的元素为 和和 ， 它们共同构成了地壳的基本骨架。它们共同构成了地壳的基本骨架。 2.2.硅和碳两种元素既有一定的相似性，又有一定的硅和碳两种元素既有一定的相似性，又有一定的 不同点：不同点：相似性比如：相似性比如：最外层电子数都为最外层电子数都为 ，既不，既不 容易失去电子，又不容易得到电子，主要形成容易失去电子，又不容易得到电子，主要形成 价的价的 化合物；化合物；

2、不同点：不同点：碳在自然界以碳在自然界以 物质形式存在，所物质形式存在，所 以在自然界以以在自然界以 态形式存在而态形式存在而硅是一种硅是一种 亲亲 元素，所以硅主要以熔点很高的元素，所以硅主要以熔点很高的 物物 质形式存在质形式存在, ,所以硅在自然界以所以硅在自然界以 态形式存在态形式存在。 OSi 4 +4 碳酸盐和二氧碳酸盐和二氧 化碳、金刚石化碳、金刚石 化合态和游离态化合态和游离态 氧氧 二氧化硅和硅酸盐二氧化硅和硅酸盐 化合态化合态 一、二氧化硅一、二氧化硅 1.存在存在 地球上存在的二氧化硅叫地球上存在的二氧化硅叫 ，约占地壳总质量，约占地壳总质量 的的 ；其存在形态有；其存在

3、形态有 和和 两大类。两大类。 12% 硅石硅石 结晶形结晶形无定形无定形 硅硅 石石 结晶形结晶形 （石英石英） 无定形（无定形（硅硅 藻土藻土） 水晶（水晶（无色透明无色透明） 玛瑙（玛瑙（彩色条纹彩色条纹） 沙子沙子 水晶水晶 玛瑙玛瑙 沙子沙子 一、二氧化硅一、二氧化硅 2.结构结构 Si O 二氧化硅晶体结构二氧化硅晶体结构 基本结构单元基本结构单元 SiO2晶体的基本结构单元呈晶体的基本结构单元呈 形，每个形，每个Si原子周围原子周围 结合结合 个个O，每个，每个O原子跟原子跟 个个Si相结合，相结合，Si与与O原子原子 按按 的比例组成的比例组成 的晶体。的晶体。 四面体四面体

4、42 1：2立体网状立体网状 用用SiOSiO2 2来表示二氧化硅的组成来表示二氧化硅的组成, ,表示表示O O与与SiSi的原子个数比的原子个数比, , 不是分子式是化学式，晶体中不存在单个不是分子式是化学式，晶体中不存在单个SiOSiO2 2分子。分子。 一、二氧化硅一、二氧化硅 3.应用应用 SiO2的网状结构决定它具的网状结构决定它具有优良的物理化学性能，加上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着在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用着 水晶制品水晶制品 玛瑙制品玛瑙制品 饰饰 品品 二氧化硅的用途二氧化硅的用途 光学纤维胃

5、镜光学纤维胃镜 一、二氧化硅一、二氧化硅 4.物理性质：物理性质： . 根根据据SiOSiO2 2的存在和应用，请你分析以下问题：的存在和应用，请你分析以下问题： SiOSiO2 2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？具有哪些物理性质？化学稳定性如何？ 5.化学性质：化学性质： . 思考与交流思考与交流 硬度大，熔沸点高，不溶于水硬度大，熔沸点高，不溶于水 很稳定很稳定 【 讨论讨论 】为为什么实验室中盛放什么实验室中盛放 碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃 塞？塞？( (玻璃中含有玻璃中含有SiOSiO2 2) ) 一、二氧化硅一、二氧化硅 5.化学性质：化学性质：

6、= 是酸性氧化物是酸性氧化物 不能与水反应不能与水反应 注意：保存碱性试剂只能用注意：保存碱性试剂只能用橡皮橡皮塞，酸性试剂用塞，酸性试剂用玻璃玻璃塞塞 俗称水玻璃，俗称水玻璃， 我是粘结剂我是粘结剂 哦哦 一、二氧化硅一、二氧化硅 5.化学性质：化学性质： 弱氧化性弱氧化性 SiOSiO2 2+2C = Si+2CO+2C = Si+2CO（制取粗（制取粗硅）硅） 高温高温 氧化剂和还原剂的物质的量之比？氧化剂和还原剂的物质的量之比？ 与碳酸盐反应制玻璃与碳酸盐反应制玻璃 玻璃成分要是玻璃成分要是 NaNa2 2SiOSiO3 3 、 CaSiOCaSiO3 3 、SiOSiO2 2 无固定

7、熔点无固定熔点 SiO2+Na2CO3=CO2 +Na2SiO3 高温高温 SiO2+CaCO3=CO2 +CaSiO3 高温高温 一、二氧化硅一、二氧化硅 5.化学性质：化学性质： 与酸只与与酸只与HF反应（特性）反应（特性） SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O 此反应可用于工此反应可用于工 艺上雕刻玻璃，艺上雕刻玻璃， 保存氢氟酸只能保存氢氟酸只能 用塑料瓶用塑料瓶 二氧化硅既能与氢氧化钠反应又能与二氧化硅既能与氢氧化钠反应又能与 氢氟酸反应，能否说二氧化硅是两性氢氟酸反应，能否说二氧化硅是两性 两性氧化物？两性氧化物？ 试剂试剂 二氧化硅二氧化硅 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液

8、氢氟酸氢氟酸 浓硫酸浓硫酸 试剂瓶试剂瓶 细口磨口塞细口磨口塞 广口瓶广口瓶 细口塑料瓶细口塑料瓶 细口橡皮塞细口橡皮塞 1 1、 实验室有五种试剂，根据它们各实验室有五种试剂，根据它们各 自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放， 请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间 进行连线。进行连线。 课堂练习课堂练习 化学式化学式 二氧化碳二氧化碳 CO2二氧化硅二氧化硅 SiO2 状状 态态 熔沸点熔沸点 硬度硬度 水水 溶溶 性性 化化 学学 性性 质质 与与 酸酸 用用 途途 与水反应与水反应 与碱性氧化物与碱性氧化物 反应反应 与碱

9、反应与碱反应 CO2 + H2O = H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+Na2O=Na2CO3 不能反应不能反应 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 只与只与氢氟酸反应氢氟酸反应 气气 态态 固固 态态 熔沸很低熔沸很低熔点高，硬度大熔点高，硬度大 能溶于水能溶于水不溶于水不溶于水 人工降雨，灭火人工降雨，灭火,饮料等饮料等光纤等光纤等 二氧化碳与二氧化硅比较二氧化碳与二氧化硅比较 二、硅酸二、硅酸 1.1.硅酸的制备硅酸的制备 方案方案1：利用：利用SiO2与水反应制取与水反应制取 方案方案2：强酸制弱酸：强酸制弱酸 提示提示：酸性：酸性：HCIH2CO

10、3H2SiO3 发散思维：硅和碳同一主族，都为发散思维：硅和碳同一主族，都为+4价，碳酸价，碳酸 制取与硅酸制取应有一定相似之处制取与硅酸制取应有一定相似之处 Na2SiO3溶液溶液 呈呈 性，性，硅酸硅酸 是一种是一种 滴加酚酞试液后滴加酚酞试液后 溶液呈溶液呈 色色,滴滴 加稀盐酸后溶液变加稀盐酸后溶液变 为无色为无色,有有 结论结论实验现象实验现象实验操作实验操作 NaNa2SiOSiO3溶液与盐酸和反应的化学方程式：溶液与盐酸和反应的化学方程式： ； Na Na2SiOSiO3溶液与溶液与COCO2反应的化学方程式：反应的化学方程式： ； 红红碱碱 白色的胶状沉淀生成白色的胶状沉淀生成

11、 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaCl 不溶于水的白不溶于水的白 色固体色固体 二、硅酸二、硅酸 1.1.硅酸的制备硅酸的制备 二、硅酸二、硅酸 1.1.制制备备 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +NaCl 2.物理性质物理性质 白色的不溶于水的固体白色的不溶于水的固体 3.化学性质化学性质 极弱酸性，比碳酸还弱，不能使指示剂变色极弱酸性，比碳酸还弱，不能使指示剂变色 不稳定性不稳定性 H2SiO3 SiO2 +H2O 干燥硅胶干燥硅胶 湿硅胶湿硅胶 生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥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，称为脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶硅胶”。常常用。常常用 做干燥剂。做干燥剂。 硅酸用途硅酸用途 课堂练课堂练习习 C 2.下列变化中不能一步实现的是下列变化中不能一步实现的是 A、Na2SiO3 H2SiO3 B、H2SiO3 SiO2 C、SiO2 H2SiO3 D、 SiO2 Na2SiO3 3.在既能溶解金属氢氧化铝又能溶解二氧化在既能溶解金属氢氧化铝又能溶解二氧化 硅的无色溶液中，能大量共存的是硅的无色溶液中，能大量共存的是( ) A.