无几非金属材料的主角示范课

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅占地壳质量的90%以上地球生物生存的根基——硅酸盐、空气、水、阳光1、Si在自然界中的存在形态：阅读后小结：（P.74中段）2、Si在自然界中的存在形式：3、C、Si原子的最外电子层上有4个电子（画出C、Si原子的构造简图），其原子既难失去电子又难得到电子（难于形成阴、阳离子），重要形成4价的化合物。SiO2和硅酸盐C：＋2、＋4、－4Si：＋4、－4化合态4、重要化合价一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（SiO2）(1)存在：结晶形：石英无定形水晶玛瑙……(2)SiO2晶体是含有正四周体构造的立体网状构造的晶体。SiO2不是分子式，是化学式，表达二氧化硅晶体中硅氧原子的个数比。(3)、SiO2物理性质：SiO2是一坚硬难熔的固体不溶于水，纯净的二氧化硅无色透明。硅石（12%）（用途广泛）(4)、SiO2的化学性质很稳定是酸性氧化物，含有酸性氧化物的通性。高温a、不能与水化合b、与碱性氧化物化合：SiO2+CaOCaSiO3SiO2+Na2ONa2SiO3C、与碱反映：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O注意：盛碱溶液的试剂瓶普通用橡胶塞，不能用玻璃塞。为什么？高温与HF反映：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O注意：普通用塑料试剂瓶盛氢氟酸，不能用玻璃试剂瓶。为什么？（用于雕刻玻璃）

弱氧化性：SiO2+2CSi+2CO↑高温Si+CSiC（金刚砂）高温SiO2+3CSiC+2CO↑高温SiO2+2MgSi+2MgO高温SiO2+4MgMg2Si+2MgO高温与Na2CO3等反映：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高温高温制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等；制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品。

（5）、SiO2的用途与危害：在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长久吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（旧称矽肺）。危害：用途：二氧化碳二氧化硅化学式化学式的意义通常状况下的状态硬度水溶性熔沸点二氧化硅和二氧化碳的比较CO2SiO2表达二氧化碳分子及其构成表达二氧化硅晶体中硅氧原子个数比气态固态很小很大可溶于水不溶于水很低很高二氧化碳二氧化硅稳定性与水反应与碱性氧化物反应与碱反应与HF反应高温稳定很稳定CO2+H2O=H2CO3不反映CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO=CaSiO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O不反映SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O化学性质二氧化碳二氧化硅弱氧化性与碳酸钠等反应高温SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2↑高温高温CO2+C===2CO高温SiO2+2C===Si+2CO↑CO2+H2O+Na2CO3==2NaHCO3

CO2+H2O+CaCO3

==Ca（HCO3）22、硅酸（H2SiO3）

H2SiO3是SiO2的对应水化物（SiO2

是H2SiO3的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。（1）制法——可溶性硅酸盐与酸反映：现象结论化学方程式滴入酚酞后溶液变为红色，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a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反映生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d、静置则形成硅酸沉淀。实验4-1Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓（2）酸性太弱，只能与强碱发生中和反映H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O（3）不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解用H2CO3可制得H2SiO3，可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。SiO32-+H2O+CO2==CO32-+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

SiO32-+2H+==H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓∆H2SiO3==H2O+SiO23、硅酸钠（Na2SiO3），俗名叫泡花碱，白色固体，易溶于水，其水溶液俗名叫水玻璃。2、构造复杂，普通不溶于水，化学性质很稳定1、由硅、氧和金属元素构成的化合物的总称。二、硅酸盐实验4-2放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论先变干，后燃烧仅变干，不燃烧Na2SiO3溶液可作木材、纸张的防火剂

水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强。可用作肥皂填料，木材、织物的防腐剂和防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。（2）氧化物化学式法：金属氧化物•二氧化硅•水（1）盐化学式法：如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3等4、硅酸盐构成的表达办法：CaO·Al2O3·3SiO2·3H2ONa2O•SiO2Al2O3·2SiO2·2H2OCa(Al2Si3O10)·3H2O

钙沸石高岭石Al2(Si2O5)(OH)4正长石KAlSi3O8K2O·Al2O3·

6SiO2Na2SiO3硅酸钠注意事项：1、氧化物之间用“·”隔开2、前后原子个数守恒3、金属氧化物(按金属活泼次序)、二氧化硅、水4、系数为分数时化为整数5、土壤胶体的形成、特点和应用：（阅读上段P.77）6、重要的无机非金属材料：（1）传统硅酸盐材料：陶瓷、玻璃、水泥（2）新型无机非金属材料：新型陶瓷、光导纤维……阅读P.79[科学视野]新型陶瓷造成的人造骨既耐高温又耐低温的硅橡胶制品1、晶体构造三、硅单质硅单质有晶体和无定形两种，晶体硅的构造跟金刚石相似，都是含有正四周体构造的立体网状构造的晶体。硅的构造类似于金刚石3、化学性质常温下，硅的化学性质很稳定，除F2、HF和强碱外，硅不跟其它物质（如O2、Cl2、H2SO4、HNO3等）反映。晶体硅是带有金属光泽、灰黑色、硬而脆的固体，熔、沸点高，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。2、物理性质（1）常温下能发生的反映Si+2F2==SiF4Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑Si+2NaOH+Ca(OH)2==Na2SiO3+CaO+2H2↑加热生氢剂：4、用途晶体硅可用来制造集成电路、晶体管、整流器