化学-第四章第一节-非金属及其化合物.ppt

1、,第四章非金属及其化合物,本章将学习几种非金属硅、氯、硫、氮及其化合物的重要性质。 其知识主线为：,单质,氧化物,酸,盐,第一节无机非金属材料的主角硅,一、硅的分布与存在,在地壳含量为26.3%,仅次于氧。都以化合态存在于自然界。,硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。硅是构成岩石与许多矿物的基本元素,在地壳含量小于0.56%,在生物细胞中含量为18%，仅次于氧。主要以化合态存在于自然界。,形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物。碳是构成有机物的主要元素。,二、硅单质 1、硅的原子结构,硅原子和碳原子的最外电子层都有4个电子，其原子既不易失去也

2、不易得到电子，主要通过共用电子对形成单质和化合物。,C,如：C金刚石,如：Si晶体硅,2、晶体硅的结构,3、晶体硅的物理性质 晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体。熔点高(1410)、硬度大、有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料,晶体硅结构类似于金刚石。（晶体硅中每个Si与相邻4个Si通过共用电子对结合，晶体硅是立体网状结构的晶体，构成晶体硅的微粒是硅原子。） 单质硅有晶体和无定形两种。,常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和 NaOH溶液反应。,Si2NaOHH2ONa2SiO32H2,5、硅单质的化学性质,6、粗硅的制取,7、了解单质硅的用途阅读课本P79页,1、二氧化硅存

3、在和俗称,硅石,结晶形：石英,无定形,水晶：无色透明的石英,玛瑙：彩色环带或层状,二、二氧化硅,Si,O,、二氧化硅的结构 SiO2晶体是由Si和O按1：2的比例组成的立体网状结构的晶体，没有SiO2 分子存在，只存在硅氧原子。SiO2是化学式。,结构决定性质，SiO2晶体结构决定了其熔、沸点高，硬度大，化学性质不活泼，能长期稳定存在。,、二氧化硅的物理性质：,熔沸点比较高（熔点1670），硬度比较大，是坚硬难熔的固体，不溶于水，,黄水晶,SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O,4HF+SiO2=SiF4+2H2O,、化学性质性质稳定, 不活泼, 是酸性氧化物，具有酸性氧化物

4、的性质,不与水反应（许多酸性氧化物能水反应生成酸）,特殊性，与氢氟酸反应（不与其它酸反应）,弱氧化性，工业制取粗硅,讨论,1、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？ 2、实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？,、用途制光导纤维的基本原料,讨论怎样从铝土矿(主要成分是Al2O3，含有Fe2O3、SiO2、MgO等杂质)中制取纯净的的氧化铝。 提取氧化铝的流程图如下：,练习题2009福建理综从铝土矿（主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：,请回答下列问题： （1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为_。 （

5、2）流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为。,（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入_（填试剂名称）。 （4）滤液E、K中溶质的主要成分是_（填化学式），写出该溶质的一种用途_。,答案为： (1)Al2O3+6H+=2Al3+3H2O (2)SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,(3)硫氰化钾 （4）NaHCO3 制纯碱或做发酵粉等合理答案,三、硅酸和硅酸盐 1、硅酸（H2SiO3） 物理性质： 化学性质： 制备：可溶性硅酸盐与酸反应制备Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl 用途: 用于制“硅胶”，硅胶常做干燥剂和催化剂载体,H2SiO3 + 2NaOH =

6、Na2SiO3 + 2H2O,不稳定性（比H2CO3稳定），受热易分解,弱酸性(弱于H2CO3)，只能与强碱发生中和反应。,硅酸是白色胶状的固体，不溶于水,演示 课本P77页实验41,滴入酚酞溶液，溶液呈红色；,Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（胶体）+2NaCl,再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，有透明胶状物质产生。,SiO32- + 2H+ = H2SiO3 （胶体）,Na2SiO3溶液呈碱性， 可溶性硅酸盐与盐酸反应先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶,Na2SiO3+2HCl = H2SiO3+2NaCl,SiO32- + 2H+ = H2SiO3 ,练习题1、将过量的CO2分别通

7、入：CaCl2溶液浓Na2SiO3溶液Ca(OH)2溶液饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是()。 A B C D,2、为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的实验装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请判断A、B、C和分液漏斗中的试剂、反应和现象。,2、硅酸盐由硅、氧和金属组成的化合物的总称 最简单的硅酸盐硅酸钠（Na2SiO3）,硅酸钠是白色固体，可溶于水，其 水溶液俗称水玻璃。,物理性质：,化学性质：,与盐酸：Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3 在空气中： Na2SiO3+ H2O+ CO2= Na2CO3+ H2SiO3,用途：用制硅胶，是纸张的黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火剂,复杂硅酸盐的表示方法,用氧化物的形式来表示 较活泼金属氧化物不太活泼金属氧化物二氧化硅水 正长石：KAlSi3O8 高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4,3、硅酸盐材料,无机非金属材料,传统无机非金属材料(硅酸盐材料),水泥,玻璃,陶瓷,新型无机非金属材料,高温结构陶瓷,光导纤维,氧化铝,氮化硅,原料：石灰石、黏土、石膏