无机非金属材料主角硅

1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物硅硅氯氯硫硫氮氮 美国的硅谷美国的硅谷“斯坦福科研工业区斯坦福科研工业区”是美国电子和计算机工业中心，位于美国是美国电子和计算机工业中心，位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长4848公公里，宽里，宽1616公里的长条形地带上。由于它集公里的长条形地带上。由于它集中了全世界中了全世界9090以上的著名半导体公司，以上的著名半导体公司，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为被称为“硅谷硅谷”。 硅谷硅谷 S

2、ilicon ValleySilicon Valley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一、碳与硅一、碳与硅1、硅在地壳中含量仅次于氧，位于第二位、硅在地壳中含量仅次于氧，位于第二位硅单质（硅单质（SiSi） 通过下列图片你能总结归纳出硅元素在自然界中的存在形式吗？一、碳与硅一、碳与硅1、硅在地壳中含量仅次于氧，位于第二位、硅在地壳中含量仅次于氧，位于第二位2、硅是亲氧元素，自然界中无游离态单质硅，、硅是亲氧元素，自然界中无游离态单质硅， 常以化合态存在，主要形式为常以化合态存在，主要形式为二氧化硅二氧化硅 和硅酸盐和硅酸盐 你能画出碳和硅的原子结构示意图，并归纳出硅与碳

3、在元素周期表中的位置与结构吗？C CSiSi 回忆总结回忆总结一、碳与硅一、碳与硅一、碳与硅一、碳与硅1、硅在地壳中含量仅次于氧，位于第二位、硅在地壳中含量仅次于氧，位于第二位2、硅是亲氧元素，自然界中无游离态单质硅，、硅是亲氧元素，自然界中无游离态单质硅， 常以以化合态存在，主要形式为常以以化合态存在，主要形式为二氧化硅二氧化硅 和硅酸盐和硅酸盐3、碳原子和硅原子最外层均有四个电子，既、碳原子和硅原子最外层均有四个电子，既 不容易失去电子，又不容易得到电子，主不容易失去电子，又不容易得到电子，主 要形成要形成四价四价化合物化合物二、二氧化硅二、二氧化硅1 1、二氧化硅（、二氧化硅（ SiO

4、SiO2 2）存在形式）存在形式结晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）无定形无定形 水晶水晶玛瑙玛瑙二氧化硅的存二氧化硅的存在在 什么是石英、水晶、玛瑙？什么是石英、水晶、玛瑙？ 具有彩色环状或层状的具有彩色环状或层状的石英石英称为玛瑙称为玛瑙二、二氧化硅二、二氧化硅SiOSiO2 2的晶体结构的晶体结构晶体晶体SiSi的结构的结构单质硅单质硅和和SiOSiO2 2都是都是正正四面体四面体立体网立体网状状结构。结构。性质很性质很稳定稳定二、二氧化硅二、二氧化硅化学 1)是酸性氧化物是酸性氧化物 2)能与碱反应能与碱反应 3)能与碱性氧化物反应能与碱性氧化物反应 4)能与氢氟酸反应（特性）能与氢氟

5、酸反应（特性）3、二氧化硅的物理、化学性质物理物理 白色或无色、熔沸点高、白色或无色、熔沸点高、 硬度大、不溶于水硬度大、不溶于水二、二氧化硅二、二氧化硅4、二氧化硅的用途 装饰 石英坩埚 光纤二氧化硅和二氧化碳的比较二氧化硅和二氧化碳的比较CO2SiO2表示二氧化碳分子及表示二氧化碳分子及其组成其组成表示二氧化硅晶体中硅表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比氧原子个数比气态气态固态固态可溶于水可溶于水不溶于水不溶于水很低很低很高很高不反应不反应不不Na2O+CO2= Na2CO32NaOH+CO2=Na2CO3+H2OCO2+H2O H2CO3 1.实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用

6、溶液的试剂瓶为什么用 橡胶塞而不用玻璃塞？橡胶塞而不用玻璃塞？ 氢氧化钠会和玻璃塞反应生成粘性的玻璃胶。氢氧化钠会和玻璃塞反应生成粘性的玻璃胶。 化学方程式：化学方程式：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 想一想，议一议想一想，议一议2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。剂瓶而要用塑料瓶。 2.某同学根据某同学根据氢氢氟酸反应氟酸反应,推断推断 不正确。因为二氧化硅跟氢氟酸反应产物不正确。因为二氧化硅跟

7、氢氟酸反应产物不是盐和水，所以不属于两性氧化物，但是不是盐和水，所以不属于两性氧化物，但是属于酸性氧化物。属于酸性氧化物。 三、硅酸三、硅酸 （H H2 2SiOSiO3 3） 1 1、硅酸是一种弱酸，、硅酸是一种弱酸，不溶于水不溶于水，不能使不能使 指示剂变色指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。，是一种白色粉末状的固体。其酸性比碳酸弱，易分解其酸性比碳酸弱，易分解 请写出硅酸的分解方程式：请写出硅酸的分解方程式：H2SiO3 = H2O + SiO2 三、硅酸三、硅酸 （H H2 2SiOSiO3 3） 如何制取硅酸如何制取硅酸? ? 硅酸钠溶液、酚酞、稀盐酸、稀硫酸硅酸钠溶液、酚酞、稀盐酸

8、、稀硫酸 实验原理：实验原理：实验探究实验探究NaNa2 2SiOSiO3 3+ _+ _H H2 2SiOSiO3 3实验试剂：实验试剂：制取原理：强酸制弱酸制取原理：强酸制弱酸2、硅酸的制备、硅酸的制备 滴入酚酞后溶液变红，再滴入稀盐酸，溶液滴入酚酞后溶液变红，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红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生a.Naa.Na2 2SiOSiO3 3溶液呈碱性。溶液呈碱性。b.b.可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，NaNa2 2SiOSiO3 3 + 2HCl = 2NaCl + H+ 2HCl

9、= 2NaCl + H2 2SiOSiO3 3（胶体）（胶体）SiOSiO3 32- 2- + 2H+ 2H+ + = H= H2 2SiOSiO3 3 （胶体）（胶体）向饱和向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3用什么实验事实能够证明用什么实验事实能够证明硅酸的酸性比碳酸弱？硅酸的酸性比碳酸弱？ 向可溶性硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体，出现向可溶性硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体，出现白色浑浊，即用白色浑浊，即用H2CO

10、3可制得可制得H2SiO3 ，可证明，可证明H2SiO3 的酸性比的酸性比H2CO3弱。（强酸制弱酸）弱。（强酸制弱酸） 【用途用途】：生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，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，称为经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为 “硅胶硅胶”。常常。常常用做干燥剂。用做干燥剂。 三、硅酸三、硅酸 （H H2 2SiOSiO3 3） 1 1、硅酸是一种弱酸，、硅酸是一种弱酸，不溶于水不溶于水，不能使不能使 指示剂变色指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。，是一种白色粉末状的固体。其酸性比碳酸弱，易分解其酸性比碳酸弱，易分解 2、硅酸的制备、硅酸的制备 可溶性硅盐

11、可溶性硅盐 + 酸酸 （强酸制弱酸）（强酸制弱酸） 酸性：盐酸酸性：盐酸 碳酸碳酸 硅酸硅酸3、硅酸的用途：制备干燥剂、硅酸的用途：制备干燥剂小结：小结：课堂练习课堂练习 1. 1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（的化合物不具有的性质是（ ） A.A.熔点很高熔点很高 B.B.与水反应生成对应的酸与水反应生成对应的酸 C.C.可与烧碱反应生成盐可与烧碱反应生成盐 D.D.坚硬坚硬 2. 2.要除去要除去SiOSiO2 2中混有的少量中混有的少量CaOCaO杂质，最适杂质，最适宜的试剂是（宜的试剂是（ ） A.A.纯碱溶液纯碱溶液

12、B.B.盐酸盐酸 C.C.硫酸硫酸 D.D.苛性钠溶苛性钠溶液液B BB B 3 3、下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里、下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是（的是（ ）A.HFA.HF溶液溶液 B.KOHB.KOH溶液溶液 C.C.盐酸盐酸 D.D.水玻璃水玻璃C C 4. 4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是实是（ ） A.COA.CO2 2溶于水形成碳酸，溶于水形成碳酸，SiOSiO2 2难溶于水难溶于水 B.COB.CO2 2通入可溶性硅酸盐中析出通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀硅酸沉淀 C.C.高温下高温下SiOSiO2 2与碳酸盐反应生成与碳酸盐反应生成COCO2 2 D. D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀通入可溶性硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀B B 6. 6.下列物质的变化，不能通过一步化学反应下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（完成的是（ ） A.COA.CO2 2HH2 2COCO3 3 B.SiO B.SiO2 2NaNa