第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角(1) [自動(dòng)保存的]

1、每天告訴自己 一次：我真的很 不錯(cuò)！ 硅硅 芯芯 片片 硅太陽(yáng)能電池硅太陽(yáng)能電池 電電 腦腦 硅硅 芯芯 片片 第一節(jié)第一節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅硅 第一課時(shí)第一課時(shí) 第四章 非金屬及其化合物 授課人：黃陂二中授課人：黃陂二中 徐兵徐兵 2013年年12月月20日星期五日星期五 硅元素硅元素(silicon)(silicon)在地殼中的含量在地殼中的含量 氧氧48.6% 硅硅26.3% 鋁鋁7.73% 鐵鐵4.75% 鈣鈣3.45% 鈉鈉2.74% 鉀鉀2.47% 鎂鎂2.00% 氫氫0.16% 其他其他1.20% 硅硅26.3% 分析碳和硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖有何相似性，碳

2、和分析碳和硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖有何相似性，碳和 硅得失電子能力如何，主要化合價(jià)是多少？硅得失電子能力如何，主要化合價(jià)是多少？ 分析：既不易失電子，又不易得電子，主要形成分析：既不易失電子，又不易得電子，主要形成 四價(jià)的化合物。四價(jià)的化合物。 閱讀課本，思考閱讀課本，思考地球上的硅元素主要地球上的硅元素主要 以什么形式存在？為什么？以什么形式存在？為什么？ 有結(jié)晶形（石英晶體）有結(jié)晶形（石英晶體） 無(wú)定形無(wú)定形硅藻土硅藻土 瑪瑙瑪瑙 天天 然然 的的 SiOSiO2 2 硅硅 石石 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅（、二氧化硅（ SiO2 ） （）二氧化硅的存在（）二氧化硅的存在

3、 水晶水晶 硅硅 氧 氧 氧 氧 （2）二氧化硅的結(jié)構(gòu)）二氧化硅的結(jié)構(gòu) SiO SiO4 4 ：正四面體結(jié)構(gòu) 正四面體結(jié)構(gòu) 思考：思考： 下列關(guān)于二氧化硅說(shuō)法正確的是（下列關(guān)于二氧化硅說(shuō)法正確的是（ ) ) A.A.二氧化硅是由二氧化硅分子構(gòu)成的二氧化硅是由二氧化硅分子構(gòu)成的 B.B.二氧化硅是一個(gè)硅元素和兩個(gè)氧元素組成二氧化硅是一個(gè)硅元素和兩個(gè)氧元素組成 C.C.二氧化硅中一個(gè)硅原子和兩個(gè)氧原子以共價(jià)鍵二氧化硅中一個(gè)硅原子和兩個(gè)氧原子以共價(jià)鍵 相結(jié)合相結(jié)合 D.D.二氧化硅中硅和氧原子個(gè)數(shù)比為二氧化硅中硅和氧原子個(gè)數(shù)比為1:21:2 二氧化硅中沒(méi)有分子存在二氧化硅中沒(méi)有分子存在, ,SiOS

4、iO2 2是其化學(xué)式是其化學(xué)式 ，表示硅和氧個(gè)數(shù)比為，表示硅和氧個(gè)數(shù)比為1:21:2。 D （3）二氧化硅的用途：）二氧化硅的用途： 光導(dǎo)纖維：光纖通信就是利用光導(dǎo)纖維傳輸光導(dǎo)纖維：光纖通信就是利用光導(dǎo)纖維傳輸 信號(hào)信號(hào), ,以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式 石英：石英： 耐高溫化學(xué)儀器、石英表、石英鐘耐高溫化學(xué)儀器、石英表、石英鐘 水晶：電子工業(yè)的重要部件、光學(xué)儀器、水晶：電子工業(yè)的重要部件、光學(xué)儀器、 高級(jí)工藝品和眼鏡片高級(jí)工藝品和眼鏡片 瑪瑙：精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品瑪瑙：精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品 石英光導(dǎo)纖維 石英研缽石英坩 堝 水晶 瑪瑙 （4）物

5、理性質(zhì)）物理性質(zhì):_ （5）化學(xué)穩(wěn)定性）化學(xué)穩(wěn)定性:_ 不溶與水不溶與水 硬度大硬度大 熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高 很穩(wěn)定很穩(wěn)定 思考：根據(jù)思考：根據(jù)SiO2的存在和用途的存在和用途,請(qǐng)分析以請(qǐng)分析以 下問(wèn)題下問(wèn)題:SiO2具有哪些物理性質(zhì)具有哪些物理性質(zhì)?化學(xué)穩(wěn)定化學(xué)穩(wěn)定 性質(zhì)如何性質(zhì)如何? .不溶于酸（氫氟酸除外）不溶于酸（氫氟酸除外） 思考：實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃思考：實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃 瓶盛裝氫氟酸？提示：玻璃中瓶盛裝氫氟酸？提示：玻璃中 含有二氧化硅含有二氧化硅 CO2 _ _ 高溫高溫 = Na2SiO3 思考思考1：實(shí)驗(yàn)室盛裝：實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為溶液的試劑瓶為 什么用橡膠塞而不用

6、玻璃塞？提示：玻璃中什么用橡膠塞而不用玻璃塞？提示：玻璃中 含有含有 思考思考2：？ 玻璃瓶有制作的過(guò)程中，用添加涂層、物理強(qiáng)化、玻璃瓶有制作的過(guò)程中，用添加涂層、物理強(qiáng)化、 化學(xué)強(qiáng)化、表面酸處理等處理方法，化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)強(qiáng)化、表面酸處理等處理方法，化學(xué)穩(wěn)定性 和耐腐蝕性會(huì)大大的提高，故可以用玻璃的試劑和耐腐蝕性會(huì)大大的提高，故可以用玻璃的試劑 瓶瓶。 2、硅酸、硅酸-對(duì)應(yīng)酸酐對(duì)應(yīng)酸酐 閱讀課本并閱讀課本并 探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)4-1 現(xiàn)象現(xiàn)象 結(jié)論結(jié)論 化學(xué)方化學(xué)方 程式程式 滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色 變淺至無(wú)色，同時(shí)有白色膠狀

7、物質(zhì)產(chǎn)生變淺至無(wú)色，同時(shí)有白色膠狀物質(zhì)產(chǎn)生 、Na2SiO3溶液呈堿性，溶液呈堿性，、可溶性硅酸鹽與鹽酸反、可溶性硅酸鹽與鹽酸反 應(yīng)生成不溶于水的白色膠狀物質(zhì)硅酸應(yīng)生成不溶于水的白色膠狀物質(zhì)硅酸。 Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(膠體膠體) (1).制取制取(較強(qiáng)酸制較弱酸較強(qiáng)酸制較弱酸) （2 2）硅酸硅酸化學(xué)化學(xué)組成組成 我們所得到的硅酸并不是單一的分子，而是高聚我們所得到的硅酸并不是單一的分子，而是高聚 物物, ,是很多硅酸分子縮水連接形成的，組成并不固定，是很多硅酸分子縮水連接形成的，組成并不固定， 通式：通式：x xSiOSiO2 2. .y yH H

8、2 2O O。 通常將無(wú)色凝膠狀物質(zhì)叫做原硅酸，寫(xiě)作通常將無(wú)色凝膠狀物質(zhì)叫做原硅酸，寫(xiě)作H H4 4SiOSiO4 4。 失去部分水后得到的白色沉淀叫做硅酸，寫(xiě)作失去部分水后得到的白色沉淀叫做硅酸，寫(xiě)作H H2 2SiOSiO3 3。 注意：硅酸是原硅酸脫水而生成的，原硅酸是注意：硅酸是原硅酸脫水而生成的，原硅酸是 H H4 4SiOSiO4 4，硅酸是，硅酸是H H2 2SiOSiO3 3 （3 3）化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)： 4HF+H2SiO3=SiF4+3H2O 、弱酸性，、弱酸性，不能使指示劑變色不能使指示劑變色 Na2SiO3+CO2（少量）（少量）+H2O=Na2CO3+H2SiO3

9、Na2SiO3+2CO2（過(guò)量）（過(guò)量）+2H2O=2NaHCO3+H2SiO3 Na2SiO3溶液應(yīng)密封保存。溶液應(yīng)密封保存。 、溶于苛性堿等強(qiáng)堿溶液、溶于苛性堿等強(qiáng)堿溶液。 H2SiO3= SiO2+H2O H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O .不溶于酸（氫氟酸除外）不溶于酸（氫氟酸除外） 不穩(wěn)定性，加熱到不穩(wěn)定性，加熱到150分解二氧化硅和水分解二氧化硅和水 思考：實(shí)驗(yàn)表明二氧化碳通入硅酸鈉溶液中也產(chǎn)生白思考：實(shí)驗(yàn)表明二氧化碳通入硅酸鈉溶液中也產(chǎn)生白 色膠狀物質(zhì)，據(jù)此可得出碳酸和硅酸的酸性誰(shuí)更強(qiáng)？色膠狀物質(zhì)，據(jù)此可得出碳酸和硅酸的酸性誰(shuí)更強(qiáng)？ （4 4）用途：硅膠）用途：

10、硅膠 常常用常常用 做做干燥劑干燥劑。也可用。也可用 做做催化劑的載體催化劑的載體 1 1、學(xué)習(xí)了重要的非金屬元素硅及、學(xué)習(xí)了重要的非金屬元素硅及 其化合物其化合物二氧化硅二氧化硅和和硅酸硅酸。 2 2、了解了、了解了二氧化硅二氧化硅和和硅酸硅酸的重的重 要性質(zhì)及用途。要性質(zhì)及用途。 一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 1.1.二氧化硅二氧化硅 （1 1）. .存在：存在： 天然的二氧化硅也叫硅石。石英晶體是結(jié)天然的二氧化硅也叫硅石。石英晶體是結(jié) 晶的二氧化硅晶的二氧化硅. . 石英石英 水晶水晶瑪瑙瑪瑙 小結(jié) （2）、二氧化硅結(jié)構(gòu)：正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）、二氧化硅結(jié)構(gòu)：正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

11、 （3）、用途：）、用途： 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 石英：耐高溫化學(xué)儀器、石英電子表、石英石英：耐高溫化學(xué)儀器、石英電子表、石英 鐘鐘 水晶：電子工業(yè)的重要部件、光學(xué)儀器、水晶：電子工業(yè)的重要部件、光學(xué)儀器、 高級(jí)工藝品和眼鏡片高級(jí)工藝品和眼鏡片 瑪瑙：精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品瑪瑙：精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品 （4）. .物理性質(zhì)物理性質(zhì): :堅(jiān)硬固體，不溶于水，熔沸點(diǎn)高堅(jiān)硬固體，不溶于水，熔沸點(diǎn)高 （5 5).).化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 、與氫氟酸反應(yīng)：、與氫氟酸反應(yīng)： SiOSiO2 2 + 4HF =SiF + 4HF =SiF4 4 + 2H + 2H2 2O O 、酸性氧化物性質(zhì)、酸性

12、氧化物性質(zhì) SiOSiO2 2+2NaOH =Na+2NaOH =Na2 2SiOSiO3 3+ H+ H2 2O O SiOSiO2 2 + CaO = CaSiO + CaO = CaSiO3 3 高溫高溫 2.2.硅酸（硅酸（H H2 2SiOSiO3 3) ) （1）制?。海┲迫。?Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 強(qiáng)酸制弱酸強(qiáng)酸制弱酸 （2）性質(zhì)：）性質(zhì)： 白色膠狀，難溶與水白色膠狀，難溶與水 弱酸性（弱酸性（酸性酸性 H2SiO3 H2CO3） 不能使指示劑變色不能使指示劑變色 脫水形成脫水形成硅膠硅膠 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3

13、（用作干燥劑）（用作干燥劑） 實(shí)驗(yàn)4-1 原原 理理 2.NaOH、KOH等堿性溶液可以貯存在下列哪種試等堿性溶液可以貯存在下列哪種試 劑瓶劑瓶 中（中（ ） A具有玻璃塞的細(xì)口瓶具有玻璃塞的細(xì)口瓶 B具有玻璃塞的廣口瓶具有玻璃塞的廣口瓶 C帶滴管的滴瓶帶滴管的滴瓶 D具有橡膠塞的細(xì)口瓶具有橡膠塞的細(xì)口瓶 1.下列說(shuō)法不正確的是下列說(shuō)法不正確的是（ ） A因?yàn)橐驗(yàn)镾iO2 不溶于水，故不溶于水，故H2SiO3不是不是SiO2 對(duì)應(yīng)的酸對(duì)應(yīng)的酸 或者說(shuō)或者說(shuō)SiO2 不是不是H2SiO3 對(duì)應(yīng)的酸酐對(duì)應(yīng)的酸酐 BCO2 通入水玻璃可以得到硅酸沉淀通入水玻璃可以得到硅酸沉淀 CSiO2 是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、硬是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、硬 度大度大 D氫氟酸能夠雕刻玻璃氫氟酸能夠雕刻玻璃 A D 混合物混合物 SiO2 (C