化学：第四章第一节《无机非金属材料的主角—硅》(新人教版必修1)

1、.,第四章 第一节无机非金属材料的主角,硅,.,氧48.6%,硅26.3%,铝7.73%,铁4.75%,钙3.45%,钠2.74%,钾2.47%,镁2.00%,氢0.16%,其他1.20%,.,硅单质,.,.,.,天然水晶,.,天然玛瑙,.,无机非金属材料的主角,硅,.,硅在地壳中含量第二，硅的氧化物及硅酸盐约占地壳质量的90%以上,硅的存在与分布,存在：没有游离态，只有化合态分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。,.,从原子结构认识硅,.,硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子，所以硅的化学性质不活泼,主要形成四价化合物,C,Si,碳是构成有机物的主要元素,硅是构成岩

2、石和许多矿物的主要元素,从原子结构认识硅,.,思考：碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？,碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强,Si无单质状态 化合态：硅的氧化物和硅酸盐,.,天 然 的 SiO2 硅 石,一、二氧化硅和硅酸,（一）二氧化硅（ SiO2 ）,1、存在,.,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,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。,SiO4四面体结构,立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质,2、结

3、构,.,石英坩埚,.,现代通信用光缆,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,教参视频,.,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，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（旧称矽肺）。,.,思考题 什么是硅石、石英、水晶、玛瑙？阅读75页,画出由硅石分类到玛瑙的树状分类图。,地球上存在的天然二氧化硅称为（统称为）硅石,硅石,结晶形（石英）,无定形,无色透明,彩色环带或层状,水晶,玛瑙,.,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,二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用

4、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。,SiO4四面体结构,立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质,2、结构,.,表示二氧化碳分子及其组成,表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比,气 态,固 态,很小,很大,能溶于水,不溶于水,很 低,很 高,3、 物理性质,都属酸性氧化物,水 溶 性,.,讨论,什么叫酸性氧化物？初中学过的酸性氧化物的通性包括哪些方面（以CO2为例） 与水、碱、碱性氧化物反应,.,4、化学性质（通常很不活泼）,高温,（1）. 具有酸性氧化物的通性,SiO2 CaO =,CaSiO3,与强碱反应生成盐和水,SiO2 2NaOH =,

5、Na2SiO3 H2O 硅酸钠,与碱性氧化物反应生成盐,（有粘性，其溶液俗称水玻璃）,SiO2 4HF =,SiF42H2O,此反应常用于雕刻玻璃,（2）. 特性-与氢氟酸HF反应,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.,.,（3）. 在高温下能与还原剂反应，表现弱氧化性,SiO2 + 2C,高温,Si + 2CO,SiO2 + 2Mg,高温,Si+ 2MgO,.,2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,1、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？,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。,NaOH溶液能与玻璃中的

6、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。,想一想,.,与水反应,与碱性氧化物反应,与碱反应,CO2 + H2O = H2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,不能反应,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,能与氢氟酸反应,SiO2 CaO =CaSiO3,高温,.,CO2H2OH2CO3 ，但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3，这是一个特性。,思考： SiO2不能直接和水化合成H2SiO3，那怎样制备H2SiO3呢？,2. 硅酸（H2SiO3）,H2SiO3是一种很

7、弱的酸(酸性比H2CO3还弱)，是一种不溶性酸，是一种白色固体， 它是SiO2的对应水化物。,（1）制法由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与酸反应制得的。,实验4-1,.,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难溶于水的硅酸 （ 先形成硅酸胶体，后形成硅酸凝胶）,Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 ,SiO32- + 2H+ = H2SiO3,离子方程式,.,用H2CO3可制得H2SiO3 ，可证明H2SiO3 的酸性比H2CO3弱。,SiO3

8、2- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3,Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3,.,5制造光导纤维的主要原料是 A晶体硅 B二氧化硅 C 石墨 D硅酸钠 6下列叙述正确的是 A自然界存在大量单质硅 BSiO2 与任何酸都不起反应 C光导纤维被广泛应用于能量传输和信息传输 DSiO2 的化学性质活泼，能与很多物质发生化学反应,B,C,二、硅酸盐,结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定,硅酸钠（Na2SiO3), 其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。,是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,实验4-2,当水分蒸发后燃烧,当水分

9、蒸发后不易燃烧,用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火,制备木材防火剂的原料,.,硅酸盐的丰富性和多样性（阅读P76）,人面鱼纹盆,.,陶瓷,日用器皿、建筑饰材、卫生洁具,.,玻璃,普通玻璃: 以纯碱 、石灰石和石英 为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。,(Na2CO3),（SiO2 ）,.,水泥,以黏土和石灰石为主要原料,.,具有特殊功能的含硅物质,碳化硅（SiC俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。,硅 钢 （铁合金） 导磁性良好，用作变压器铁芯,.,硅橡胶,分子筛,具有均匀微孔结构的铝硅酸盐,.,生物陶瓷,人造骨,.,三. 硅单质(晶体硅是良好的半导体材料),.

10、,教参视频,.,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下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是（ ） ASiO2 +2C=Si+2CO BSiO2 +2NaOH=Na2SiO3+H2O CSiO2 +4HF=SiF4+2H2O DSiO2 +CaCO3=CaSiO3+CO2 4下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是（ ） A.烧碱溶液 B. 浓硫酸 C. HF氢氟酸 D. 碳酸钠溶液,B,B,C,1. 将过量的CO2分别通入： CaCl2溶液； 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,B,高温,高温,.,思考题 下列说法错误的是（ ） A.