高一化學(xué)4-1無機(jī)非金屬材料的主角-硅.ppt

第四章非金屬及其化合物 第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角 硅 1 地殼中第二 為26 3 占地殼質(zhì)量的90 以上 地球生物生存的根基 硅酸鹽 空氣 水 陽(yáng)光 從原子角度認(rèn)識(shí)硅原子 既不易失去電子 也不易得到電子 所以 硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑 主要形成四價(jià)化合物 C Si 思考 碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么 碳和硅都是親氧元素但是硅的親氧能力更強(qiáng) Si無單質(zhì)狀態(tài)化合態(tài) 硅的氧化物和硅酸鹽 天然的SiO2硅石 一 二氧化硅和硅酸 1 二氧化硅 SiO2 1 存在 思考題4什么是硅石 石英 水晶 瑪瑙 閱讀63頁(yè) 畫出由硅石分類到瑪瑙的樹狀分類圖 地球上存在的天然二氧化硅稱為 統(tǒng)稱為 硅石 硅石 結(jié)晶形 石英 無定形 無色透明 彩色環(huán)帶或?qū)訝?水晶 瑪瑙 2 結(jié)構(gòu) 每1個(gè)Si原子周圍結(jié)合4個(gè)O原子 Si在中心 O在四個(gè)頂角 同時(shí)每1個(gè)O原子周圍結(jié)合2個(gè)Si原子相結(jié)合 硅原子 SiO2 四面體 二氧化硅中氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為2 1 用SiO2來表示二氧化硅的組成 表示O與Si的原子個(gè)數(shù)比 不是分子式是化學(xué)式 思考題6下列說法錯(cuò)誤的是 A SiO2是二氧化硅的化學(xué)式B SiO2晶體是由Si和O按1 2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體C SiO4 四面體只存在于二氧化硅晶體中D 沙子里含無定形二氧化硅E 石英就是水晶F SiO2從古到今被人類廣泛地應(yīng)用著 是因?yàn)镾iO2的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和它在自然界的廣泛存在 CDE 現(xiàn)代通信用光纜 光學(xué)纖維胃鏡 用光導(dǎo)纖維做無開刀手術(shù) 光導(dǎo)纖維手術(shù)頭燈 危害 在隧道開鑿 石英粉加工等工作環(huán)境下易形成含有二氧化硅的粉塵 人長(zhǎng)期吸入含有二氧化硅的粉塵 就會(huì)患硅肺病 舊稱矽肺 3 性質(zhì) SiO2是一種堅(jiān)硬難熔的固體 不溶于水 純凈的二氧化硅無色透明 A 物理性質(zhì) 與CO2對(duì)比 B 化學(xué)性質(zhì) 與CO2對(duì)比 二氧化硅和二氧化碳的比較 CO2 SiO2 表示二氧化碳分子及其組成 表示二氧化硅晶體中硅氧原子個(gè)數(shù)比 氣態(tài) 固態(tài) 很小 很大 可溶于水 不溶于水 很低 很高 B SiO2的化學(xué)性質(zhì) 很不活潑 高溫 討論 初中學(xué)過的酸性氧化物的通性包括哪些方面 以CO2為例 1 酸性氧化物 SiO2 CaO CaSiO3 與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O硅酸鈉 與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽 有粘性 單質(zhì) 氧化物 酸 堿 鹽的相互關(guān)系 金屬非金屬鹽堿性氧化物酸性氧化物堿酸堿和鹽酸和鹽鹽鹽另兩種鹽 鹽和水 鹽和金屬 鹽和氫氣 與HF的反應(yīng)SiO2 4HF SiF4 2H2O 此反應(yīng)常用于雕刻玻璃 2 特性 3 某同學(xué)根據(jù)SiO2既可與堿反應(yīng) 也能與氫氟酸反應(yīng) 推斷SiO2為兩性氧化物 是否正確 想一想 2 實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸 1 實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞 HF能腐蝕玻璃 因此 盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶 NaOH溶液能與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3 使瓶塞部分粘結(jié)而無法打開 因此盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞 3 弱氧化性 SiO2 2CSi 2CO 高溫 SiO2 2MgSi 2MgO 高溫 與水反應(yīng) 與堿性氧化物反應(yīng) 與堿反應(yīng) CO2 H2O H2CO3 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 Na2O Na2CO3 CO2 CaO CaCO3 不能 能 能 CO2 H2O H2CO3 但是SiO2不能與水直接化合成H2SiO3 這是一個(gè)特性 思考 剛才講到SiO2不能直接和水化合成H2SiO3 那怎樣制備H2SiO3呢 2 硅酸 H2SiO3 H2SiO3是SiO2的對(duì)應(yīng)水化物 SiO2是H2SiO3的酸酐 是一種不溶性酸 是一種白色固體 其酸性比H2CO3還弱 1 制法 可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng) 滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色 再滴入稀鹽酸 溶液紅色變淺至無色 同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生 a Na2SiO3溶液呈堿性 b 可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸 c 先形成硅酸溶膠 后形成硅酸凝膠 d 靜置則形成硅酸沉淀 實(shí)驗(yàn)4 1 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 2 酸性太弱 只能與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 3 不穩(wěn)定 比H2CO3穩(wěn)定 受熱易分解 用H2CO3可制得H2SiO3 可證明H2SiO3的酸性比H2CO3弱 Si