高中化学必修《无机非金属材料的主角硅》教学课件

第一节无机非金属材料的主角——硅第四章非金属及其化合物Si最外层电子数是4，碳也是。思考：碳、硅原子主要显几价？正四价（+4价），也可以显-4价+14284二、硅原子结构结构决定性质不易得电子不易失电子硅矿山1、二氧化硅(SiO2)高岭石：Al2O3·2SiO2

·2H2O正长石：KAlSi3O82、含氧硅酸盐钠长石一、硅元素自然界

存在形式思考：为什么自然界不存在游离态的单质硅？硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的(与碳不同)硅是构成岩石与许多矿物的基本元素一、二氧化硅在二氧化硅晶体中，每一个硅Si周围结合4个O；同时每个O与2个Si结合。因此它是Si与O按1：2的原子个数比组成的具有空间网状结构的晶体。SiO2是化学式，不是分子式。不存在SiO2分子[SiO4]四面体不仅存在于SiO2晶体中,而且存在于所有硅酸盐矿石中.决定了SiO2的物理性质与CO2的完全不同

1、二氧化硅的结构（2）存在形态：其存在形态有______和______两大类，统称硅石石英晶体是结晶的二氧化硅，无色透明的晶体叫

，具有彩色环带状或层状的称

。晶体无定形物质二氧化硅二氧化碳化学式SiO2CO2物理性质硬度______，熔、沸点____,____溶于水熔、沸点____________溶于水（3）二氧化硅的主要性质大高难低可水晶玛瑙石英砂、河砂、沙子等含二氧化硅①难溶于水，不与水反应

②只与氢氟酸反应（特性）,不与其他酸反应：

③是酸性氧化物

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3

高温SiO2+4HF=SiF4+2H2O化学性质：SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2高温制玻璃的原料：SiO2、Na2CO3、CaCO3普通玻璃的成分：SiO2、Na2SiO3、CaSiO3化学性质

二氧化硅二氧化碳与水反应

与酸反应

与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O与盐反应SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2+CaO=CaSiO3

CaO+CO2=CaCO3不反应CO2+H2O=H2CO3SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反应高温高温用途:【思考】（1）实验室在存放强碱溶液时试剂瓶塞是___________，为什么_______________（2）HF酸为什么保存在塑料瓶中？_________________(3)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和HF溶液反应，一定是两性氧化物吗？

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橡皮塞HF可与玻璃中的SiO2反应不是二、硅酸(H2SiO3)

实验1:向饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸现象结论方程式滴入酚酞溶液呈红色，后来滴入盐酸，溶液红色变浅并接近消失时有透明的硅酸凝胶产生Na2SiO3溶液呈碱性，硅酸难溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl写出CO2通入Na2SiO3溶液中方程式Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3(胶体)

+Na2CO3（1）制备：用可溶性的硅酸钠与盐酸或碳酸反应制备（2）酸性：酸性比碳酸____，硅酸____(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为：_____________________________（3）硅酸不稳定，受热易分解：_________________(4)硅胶的用途：常用作________。常用作实验室、

、

的

。也可作催化剂的载体弱不能H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2OH2SiO3=SiO2+H2O干燥剂袋装食品瓶装药品干燥剂【思考与交流】反应①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，说明H2CO3的酸性强于H2SiO3。反应②Na2CO3＋SiO2==Na2SiO3＋CO2↑，能否说明H2SiO3的酸性强于H2CO3？

复分解反应强酸制弱酸规律仅适用于溶液，不能套用于固体高温条件下的反应。3．硅酸盐（1）概念：硅酸盐是由_______、________和_________组成的化合物的总称。（2）性质：硅酸盐是一类结构复杂的固态，大多_____溶于水，化学性质______稳定________（3）硅酸钠①溶解性：_______溶于水，水溶液俗称_____________，呈_______性。②用途：制备________和木材__________等的原料。硅、氧金属等不能水玻璃碱硅胶、防火剂的原料实验现象结论点燃晾干蒸馏水的滤纸

点燃晾干的硅酸钠滤纸

水份蒸发后燃烧水份蒸发后不燃烧［实验4-2］取两张一样的滤纸，分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液）后，同时分别放置在酒精灯外焰处，观察现象。水份蒸发后，失去防火作用防火效果好用作防火剂无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃t硅酸盐产品原料制造过程玻璃纯碱、石灰石、石英砂

玻璃熔炉煅烧

水泥粘土、石灰石、石膏

回转窑煅烧

陶瓷粘土高温烧

（5）常见的硅酸盐产品

性质用途SiC俗称_______，具有______结构，硬度________

含4%硅的硅钢有很高的_________性

硅橡胶具有很好的___________性和____________性

人工制造的分子筛具有____________结构，表面积大，具有吸附性

（6）其他含硅物质金刚砂很大金刚石砂纸、砂轮的磨料导磁变压器铁芯耐高温耐低温火箭导弹零件均匀微孔吸附剂催化剂四、硅单质：1、硅的存在：(1)硅在地壳中的含量仅次于氧,为26.3%(2)硅是一种亲氧元素,主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。2、硅的结构：正四价3、主要物理性质结构类似金刚石，灰黑色、硬而脆有金属光泽的固体熔点、沸点高硬度大4、化学性质：不活泼(1)常温下：(知识介绍）①Si+2F2=SiF4②Si+4HF=SiF4↑+2H2↑③Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑注：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、

HNO3等常温下都不与硅起反应。(2)加热时：与某些非金属反应Si+O2==SiO2△5、工业制粗硅：粗硅提纯*Si+2Cl2===SiCl4SiCl4+2H2===Si+4HClSiO2+2C===Si+2CO高温△△课后答案1-5ADABB6-10CBCDB11-16BCCADB17.

SiO32-+2H+=H2SiO3(胶体)18.(1)Si(2)SiO2(3)Si（4）硅胶SiO2+4HF=SiF4+2H2O（2）SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+2OH-=SiO32-+H2OSiO2+C