硅酸鹽和硅單質(zhì) (1)

1、4.1無機(jī)非金屬材料的主角-硅 第二課時(shí) 硅酸、硅酸鹽和硅 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 硅酸是一種不溶于水的弱酸，酸性硅酸是一種不溶于水的弱酸，酸性 比碳酸還弱，不能使指示劑變色。比碳酸還弱，不能使指示劑變色。 討論：討論： 能用能用SiO2與水反應(yīng)制得嗎與水反應(yīng)制得嗎？ 由于由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通過可溶性不溶于水，所以硅酸是通過可溶性 硅酸鹽與其它酸反應(yīng)制得的。硅酸鹽與其它酸反應(yīng)制得的。 如何制得硅酸如何制得硅酸？ 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-14-1 在試管中加入在試管中加入3-4mLNa2SiO3溶液，滴入溶液，

2、滴入1-2滴滴 酚酞溶液，再逐滴加入稀鹽酸溶液，邊加邊酚酞溶液，再逐滴加入稀鹽酸溶液，邊加邊 振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時(shí)停止。振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時(shí)停止。 觀察現(xiàn)象。觀察現(xiàn)象。 1、硅酸的制備、硅酸的制備 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 現(xiàn)象現(xiàn)象 結(jié)論結(jié)論 化學(xué)方化學(xué)方 程式程式 溶液呈紅色,加入鹽酸溶液紅色變 淺并接近消失時(shí),有白色膠狀物質(zhì) 生成. 硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其它酸 反應(yīng)制得的。 若改變操作順序或鹽酸過量，則會(huì)生成硅酸沉淀： Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（膠體）+ 2NaCl 一

3、、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 討論： 如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明硅酸的酸性比碳酸弱？ 向Na2SiO3溶液里通入少量CO2氣體: Na2SiO3+ CO2 +H2O=H2SiO3+Na2CO3 若通入CO2氣體過量: Na2SiO3+ 2CO2 +2H2O=H2SiO3+2NaHCO3 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 2、化學(xué)性質(zhì) H2SiO3 = SiO2 + H2O 硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解： 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 2、化學(xué)性質(zhì) 2NaOH+H2SiO3 = Na2SiO3+ 2H2O 硅酸與堿溶液反應(yīng)： 一、硅酸（一、硅酸（

4、H H2 2SiOSiO3 3） 硅酸凝膠叫做硅膠，硅膠多孔，吸水能力強(qiáng)，硅酸凝膠叫做硅膠，硅膠多孔，吸水能力強(qiáng)， 常用作干燥劑常用作干燥劑 吸水 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 二、硅酸鹽二、硅酸鹽 1 1、硅酸鹽是由、硅酸鹽是由 、 和和 組成的組成的 的總稱。的總稱。 實(shí)驗(yàn)4-2 ：點(diǎn)燃分別浸透蒸餾水和Na2SiO3飽和溶 液的濾紙，觀察現(xiàn)象。 放入蒸餾水放入蒸餾水 現(xiàn)象現(xiàn)象 結(jié)論結(jié)論 水蒸發(fā)后燃燒水蒸發(fā)后燃燒 放入放入NaNa2 2SiOSiO3 3溶液溶液 水蒸發(fā)后不燃燒水蒸發(fā)后不燃燒 水蒸發(fā)后，失水蒸發(fā)后，失 去防火作用去防火作用 防火效果好防火效果好 用作防

5、火劑用作防火劑 氧硅 金屬 化合物 2、最簡單的硅酸鹽是 （化學(xué)式 ） 俗名泡花堿泡花堿， 溶于水，其水溶液俗稱 ， Na2SiO3硅酸鈉 易水玻璃 是是 和和 等的原料。等的原料。 木材防火劑 硅膠 用途：用途： 無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用 分類分類材料材料原料原料性質(zhì)性質(zhì)用途用途 傳統(tǒng)傳統(tǒng) 無機(jī)無機(jī) 非金非金 屬材屬材 料料 陶瓷陶瓷- 玻璃玻璃- 水泥水泥- 新型新型 無機(jī)無機(jī) 非金非金 屬材屬材 料料 碳化硅碳化硅- 硅鋼硅鋼- 硅橡膠硅橡膠- 新型陶瓷新型陶瓷 包括：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、包括：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、 超導(dǎo)陶瓷等。超導(dǎo)陶瓷等。 黏土 變壓器鐵芯 硬度

6、大砂輪的磨料 建筑材料 器皿、建材 純堿、石灰石、 石英 黏土、石灰石 導(dǎo)磁性 絕緣材料 耐高溫低溫 常見的無機(jī)非金屬材料 玻璃 3、硅酸鹽組成的表示方法、硅酸鹽組成的表示方法 高嶺石高嶺石Al2（Si2O5）（）（OH）4 例： Na2SiO3Na2O SiO2 硅酸鈉硅酸鈉 Al2O3 2SiO2 2H2O 原則：活潑金屬氧化物原則：活潑金屬氧化物不活潑金屬氧化不活潑金屬氧化 物物二氧化硅二氧化硅水）水） 方法：方法：1.找組成元素找組成元素 2.寫成氧化物的形式寫成氧化物的形式 3.氧化物之間以氧化物之間以“ ” 隔開隔開 4.原子個(gè)數(shù)比不變?cè)觽€(gè)數(shù)比不變 鈣沸石：鈣沸石：Ca（Al2S

7、i3O10）3H2O: 鎂橄欖石：鎂橄欖石：Mg2SiO4 將下列物質(zhì)用氧化物組合的形式表示出來： 鈉長石：鈉長石：NaAlSi3O8 該如何表示呢？該如何表示呢？ Na2OAl2O36SiO2 1/2 Na2O 1/2 Al2O3 3SiO2 練習(xí)：鉀長石練習(xí)：鉀長石 KAlSi3O8 化學(xué)計(jì)量數(shù)配置原則：各元素原子總個(gè)數(shù)比符合化學(xué)計(jì)量數(shù)配置原則：各元素原子總個(gè)數(shù)比符合 原來的組成，多出現(xiàn)分?jǐn)?shù)，應(yīng)化為整數(shù)。原來的組成，多出現(xiàn)分?jǐn)?shù)，應(yīng)化為整數(shù)。 嫦娥三號(hào)衛(wèi)星 嫦娥三號(hào)登月車 太太 陽陽 能能 汽汽 車車 三、硅單質(zhì)的性質(zhì)及制備 1、硅單質(zhì)的性質(zhì)： 硅有晶體硅和無定形硅兩種。硅有晶體硅和無定形硅

8、兩種。 晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、熔點(diǎn)、晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、熔點(diǎn)、 沸點(diǎn)都很高，硬度大的固體。沸點(diǎn)都很高，硬度大的固體。 導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 單質(zhì)硅的應(yīng)用如此廣泛，但是自然界里硅是以化 合物形式存在的，我們?nèi)绾文苤频脝钨|(zhì)硅呢？ 2、單質(zhì)硅的制?。?粗硅制取：SiOSiO2 2+2C = 2CO+Si+2C = 2CO+Si 高溫高溫 SiClSiCl4 4Si(Si(粗粗)+2Cl)+2Cl2 2 SiClSiCl4 4+2H+2H2 2 高溫高溫 SiSi（純）（純）+4HCl+4HCl 精煉硅： 在室溫下為無色在室溫下為無色 液體，易揮發(fā)，液體，易揮發(fā)， 有強(qiáng)烈的刺激性有強(qiáng)烈的刺激性 晶體管 光伏電池 4、化學(xué)性質(zhì)：常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑。 常溫可與 F2 、HF 、強(qiáng)堿 反應(yīng)，加熱條件下 可與O2、Cl2 等物質(zhì)反應(yīng)（具有還原性）： Si+2ClSi+2Cl2 2 SiSi 4HF4HFSi+ 2FSi+ 2F2 2 Si+OSi+O2 2 Si + 2NaOH + HSi + 2NaOH + H2 2O ONaNa2 2SiOSiO3 3 + 2H2 SiFSiF4 4 SiFSiF4 4 + 2H + 2H2 2 SiOSiO2 2