无机非金属材料的主角硅

1、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,一、二氧化硅和硅酸,1.二氧化硅（ SiO2）,(1)二氧化硅存在,无定形硅藻土,水晶,玛瑙,结晶形（石英晶体）,每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心，O在四个顶角；同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。,硅原子,SiO4四面体,二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用SiO2来表示二氧化硅的组成，表示O与Si的原子个数比，不是分子式是化学式。,科学视野,（2）二氧化硅的结构,氧原子,猜一猜,根据上述二氧化硅的结构及学过的二氧化碳的性质，你能否判断SiO2有何物理和化学性质及用途呢？,1.实验室盛装NaOH 溶液的试剂瓶

2、为什么 用橡胶塞而不用玻璃塞？,原因：NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成 Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装 NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。 SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,想一想,3.某同学根据SiO2既可与碱反应，也能与氢氟酸反应，推断SiO2为两性氧化物是否正确?,动动脑筋,2.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 玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。 SiO24HF =SiF4 2H2O（ SiO2的特性）,此反应常用于雕刻玻璃,不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不跟 其它酸反应，而是属于酸性氧化物。,

3、CO2+H2O=H2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,CO2+CaO=CaCO3,不反应,SiO22NaOH =Na2SiO3 H2O,SiO2CaO = CaSiO3,固 态,熔点低,气 态,熔点高、硬度大,SiO24HF=SiF4 2H2O,人工降雨，灭火等,装饰、石英坩埚、光纤,（3）二氧化硅的物理和化学性质,高温,小结: 二氧化硅的化学性质,可以与碱和碱性氧化物反应 与氢氟酸反应（腐蚀玻璃）,SiO2 2OHSiO32H2O,SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O,主要用作装饰、石英坩埚、光纤,（4）二氧化硅的用途,现代通信用光缆

4、,光学纤维胃镜,用光导纤维做 无开刀手术,光导纤维手术头灯,2.硅酸 （H2SiO3）,（1）物理性质：,硅酸是一种白色固体，难溶于水。,（2）化学性质： H2SiO3酸性很弱，比H2CO3的酸性还弱。 热稳定性 硅酸受热易分解： H2SiO3 = H2O+SiO2,加热,制取原理：强酸制弱酸,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应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。,阅读课本P76并 探究实验4-1,Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl +

5、H2SiO3,SiO32- + 2H+ = H2SiO3,（3）硅酸的制备：,神奇的硅橡胶 改变我们的生活,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“硅胶”。常常用 做干燥剂。,（4）用途,硅橡胶简介,硅橡胶简介:硅橡胶是含有硅氧键（ Si-O ）的线型高分子弹性体，因而具有很高的热稳定性。并具有优异的耐臭氧老化、氧老化、光老化和天候老化的性能，同时具有优良的电绝缘性能、防霉性能和高透气性能，可以制作很多模型制品，如各种 O 型圈、垫片、皮碗、油封、活门、减震器及膜片等。由于硅橡胶具有生理惰性、无毒，与其他材料无粘着能力，并能经受多次蒸煮消毒的特点，广泛用于医疗卫生和

6、食品工业方面，如人造心脏瓣膜、人造喉、人造血管、奶嘴和药瓶塞等。作为各种电子管或电气元件的涂层、密封，具有防潮、避尘、防震以及改进电性能的效果。,二、硅酸盐,1.定义：,硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,2.性质：,硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的 可溶性硅酸盐是Na2SiO3，K2SiO3,3.表示方法：,（1）化学式法：,适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、 CaSiO3等。,科学视野,新型陶瓷,人造关节,SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3,Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3,想一

7、想,用什么实验事实能够证明 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 白色浑浊，即用H2CO3可制得H2SiO3 ，可证明 H2SiO3 的酸性比H2CO3弱。（强酸制弱酸）,活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。氧化物前系数配置原则：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。 硅酸钠： Na2SiO3 Na2OSiO2 硅酸钙： CaSiO3 CaOSiO2 高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O 正长石：KAlSiO3不能写 K2OAl2O33SiO2， 应写成K2OAl2O36SiO2,（2）氧化物法：,资料卡片,4

8、.硅酸盐在自然界的转化,硅酸盐矿石长期受到空气中的二氧化碳和水的侵蚀后,逐渐风化分解,生成的可溶物质随雨水流入江河、海洋，留下大量的黏土形成土壤胶体，因其表面积巨大且一般带负电，能吸收NH4+，K等营养离子，从而具有保肥能力。,硅酸盐是如何具有保肥能力的？,思考,5.硅酸钠（Na2SiO3）,硅酸钠是白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，是一种矿物胶，黏性很强，可以作黏胶剂和木材防火剂。,阅读课本P77并 探究实验4-2,水分蒸发后燃烧,水分蒸干后不燃烧,硅酸钠能防火,水不能防火,（1）硅酸钠的物理性质,问一问,硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什 么现象？为什

9、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：,（2）硅酸钠化学性质,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。,Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3,（3）用途,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,与盐反应,与酸反应,Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3,CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl,看一看,你能指出常见的硅酸盐产品有哪些吗,科学视野,生物陶瓷,氧化铝(Al2O3)陶瓷,氮化硅(Si3N4)陶瓷,课堂练习,1.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（ ） A.熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬,2.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是（ ） A.纯碱溶液 B.盐酸 C.硫酸 D.苛性钠溶液,3、下列试剂能贮存在磨口玻璃塞试剂瓶里的是（ ） A.HF溶液 B.KOH溶液 C.盐酸 D.水玻璃,B,A,C,结构陶瓷,6.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（ ） A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO3,4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（ ） A.CO2溶于水形成碳酸，S