第一节 无机非金属材料的主角-硅 第2课时

1、1、SiO2的存在的存在硅石（硅石（12%）结晶形结晶形（石英晶体）（石英晶体）无定形无定形硅藻土硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙三、二氧化硅和硅酸三、二氧化硅和硅酸地球上存在的天然地球上存在的天然二氧化硅约占地壳二氧化硅约占地壳质量的质量的12，通称硅石。，通称硅石。石英石英水晶晶体二氧化硅晶体二氧化硅紫水晶紫水晶蔷薇石英蔷薇石英茶晶茶晶黄水晶黄水晶晶体二氧化硅晶体二氧化硅玛瑙玛瑙晶体二氧化硅晶体二氧化硅二氧化硅的用途二氧化硅的用途二氧化硅的用途二氧化硅的用途二氧化硅的用途二氧化硅的用途光导纤维光导纤维二氧化硅的用途二氧化硅的用途物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_通常条件下，很稳定通常条件下

2、，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水2、SiO2的理化性质的理化性质思考思考为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有这为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有这么么大的差别？大的差别？是结构上的不同是结构上的不同SiOSiOSiO2 2是是由由SiSi和和O O按按1 1：2 2的比例组成的的比例组成的立体空间网状结构，立体空间网状结构，没有没有SiOSiO2 2 分子存在，只存在硅氧原子。分子存在，只存在硅氧原子。 因此性质很稳定因此性质很稳定 很不活泼，氢氟酸（很不活泼，氢氟酸（HFHF）是唯一可以与之反应的酸。）是唯一可以与之反应的酸。(1)(1)特性特性: :3、SiO2的的化

3、学性质化学性质:(2)(2)酸性氧化物酸性氧化物: : 高温高温(3)(3)、与盐反应：、与盐反应： Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3 +SiO2 = CaSiO3 + CO2 高温 高温 (4)(4)、弱氧化性：、弱氧化性：SiO2 + 2C Si + 2CO高温高温因为玻璃中含有因为玻璃中含有SiOSiO2 2，会与，会与NaOHNaOH反应生成硅反应生成硅酸钠，使瓶塞与瓶口粘在一起而打不开。酸钠，使瓶塞与瓶口粘在一起而打不开。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？所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOHN

4、aOH、KOHKOH、NaNa2 2COCO3 3、NaNa2 2SiOSiO3 3等溶液。等溶液。实验室能不能用玻璃瓶盛装氢氟酸？注意：玻璃中含有注意：玻璃中含有SiOSiO2 2，所以可以用，所以可以用HFHF来刻蚀玻璃。来刻蚀玻璃。某同学根据某同学根据氢氟酸反氢氟酸反应，推断应，推断性性 质质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)SiO2与与CO2化学性质的比较化学性质的比较 22232222223223223高温高温24 2酸性氧化物酸性氧化物与碱性氧化与碱性氧化物反应物反应与碱反应与碱反应与水反应与水反应与氢氟酸反应与氢氟酸反应Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+

5、CO2CaCO3 +SiO2 = CaSiO3 + CO2高温高温Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3CaCO3 +CO2 +H2O= Ca(HCO3)2与盐反应与盐反应 我们知道二氧化碳与水反应生成碳酸我们知道二氧化碳与水反应生成碳酸，但，但是是SiO2不能与水直接化合成不能与水直接化合成H2SiO3，这，这是一个特例。是一个特例。 思考：思考：SiOSiO2 2不能直接和水化合成不能直接和水化合成H H2 2SiOSiO3 3，那怎样制备，那怎样制备H H2 2SiOSiO3呢？呢？ 思考思考2 2制取原理：强酸制弱酸制取原理：强酸制弱酸现象现象结论结论方程式方程式离子方离子方程式

6、程式滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（胶体）（胶体）+2NaCl再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，有透明胶冻状物质产生有透明胶冻状物质产生SiO32- + 2H+ = H2SiO3 （胶体）（胶体）a Na2SiO3溶液呈碱性溶液呈碱性b 可溶性硅酸盐与盐酸反应生成难溶于水的硅酸可溶性硅酸盐与盐酸反应生成难溶于水的硅酸c 先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶实验实验4-14-1： 向向Na2SiO3溶液中溶液中,滴入酚酞滴入酚酞,再滴入稀盐酸。再滴入稀盐酸。 H2SiO3 + 2NaOH =

7、 Na2SiO3 + 2H2O不稳定（比不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解稳定），受热易分解 H2SiO3 = H2O + SiO2弱弱酸性酸性 只能与只能与强碱强碱发生中和反应发生中和反应5、硅酸化学性质、硅酸化学性质 硅酸是一种硅酸是一种白色粉末状白色粉末状的的固体固体，它，它难溶于水难溶于水；是一种很是一种很弱弱的酸，的酸，不能使指示剂变色不能使指示剂变色。 4、硅酸物理性质、硅酸物理性质 生成的硅酸逐渐聚合生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶（能流动），而形成硅酸溶胶（能流动），当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不能流动），当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不能流动），硅酸凝胶

8、经过干燥脱水就形成硅胶。硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶。 硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用干燥剂，也可以用作催化剂的载体。作催化剂的载体。6、硅酸用途、硅酸用途1、定义：、定义：硅酸盐是由硅、氧和金属组成硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称的化合物的总称 2、性质：、性质：硅酸盐种类很多，是一大类结构复杂的固态物质，硅酸盐种类很多，是一大类结构复杂的固态物质，大多数不溶于水，化学性质很稳定。大多数不溶于水，化学性质很稳定。3、表示方法：、表示方法：（1）化学式法：）化学式法： 适用于

9、适用于简单的硅酸盐如：简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、CaSiO3等。等。三、硅酸盐三、硅酸盐活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅二氧化硅水水氧化物氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。按配置前后原子个数守恒原则配置系数。硅酸钠硅酸钠： NaNa2 2SiOSiO3 3 Na Na2 2OSiOOSiO2 2 硅酸钙：硅酸钙： CaSiOCaSiO3 3 CaOSiO CaOSiO2 2高岭石：高岭石：AlAl2 2(Si(Si2 2O O5 5)(OH)(OH)4 4 A

10、lAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O O 正长石：正长石：KAlSiKAlSi3 3O O8 8 K K2 2OAlOAl2 2O O3 33SiO3SiO2 2？ K K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2！（2）氧化物法：）氧化物法：K2O2Al2O36SiO2H2OK(Al2Si3O9)(OH)放入蒸馏水放入蒸馏水现象现象结论结论水份蒸发后木条燃烧水份蒸发后木条燃烧放入放入Na2SiO3溶液溶液水份蒸发后木条不燃烧水份蒸发后木条不燃烧水份蒸发后水份蒸发后失去防火作用失去防火作用防火效果好防火效果好Na2SiO3可作防火剂可作防火剂 实验实验

11、4-24-24、最简单的硅酸盐、最简单的硅酸盐-硅酸钠硅酸钠（Na2SiO3）硅酸钠是白色固体，可溶于水，其水溶液俗称硅酸钠是白色固体，可溶于水，其水溶液俗称水玻璃水玻璃。是制备硅胶和木材防火剂等的原料。是制备硅胶和木材防火剂等的原料。（1）硅酸钠）硅酸钠的物理性质的物理性质（2）硅酸钠）硅酸钠化学性质化学性质 硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧，硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好。不易被腐蚀，热稳定性好。与盐反应与盐反应与酸反应与酸反应Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl（3）用途）用途 可以作肥皂填料，还可以用做建筑、纸张的可以作肥皂填料，还可以用做建筑、纸张的黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火剂黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火剂硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象？为什么？现象？为什么？ 硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。因为发生下列反应：硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。因为发生下列反应：SiO32