第四章 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角—硅

1、 無機非金屬材料的主角無機非金屬材料的主角硅硅 （第（第1課時）課時） 畫出碳和硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖畫出碳和硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖. . 在物質(zhì)的在物質(zhì)的“樹狀分類法樹狀分類法” 中中CO2屬于屬于 氧化物，氧化物， 以以CO2為例用化學(xué)方程式表示該類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)為例用化學(xué)方程式表示該類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì): (1) . (2) . (3) 。 溫故溫故知新知新 +62 4C+14 2 8 4Si 酸性酸性 CO2 H2OH2CO3 CO2 CaOCaCO3 CO2 2NaOHNa2CO3+H2O 地殼中含量最多的前兩種元素是地殼中含量最多的前兩種元素是和和 ，它們構(gòu)成了地殼的基本骨架。硅在地，它們構(gòu)成

2、了地殼的基本骨架。硅在地 殼中的含量為殼中的含量為。硅的。硅的及及 構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土 壤，約占地殼質(zhì)量的壤，約占地殼質(zhì)量的以上。以上。 【獲取新知【獲取新知】 硅是一種親硅是一種親 元素，主要以熔點很高元素，主要以熔點很高 的的 的形式存在。而碳在地殼中的形式存在。而碳在地殼中 主要形成主要形成 等礦物。等礦物。 Si O 26.3%氧化物氧化物 硅酸鹽硅酸鹽 90% 氧氧 氧化物、硅酸鹽氧化物、硅酸鹽 石灰?guī)r、碳酸鹽石灰?guī)r、碳酸鹽 閱讀教材閱讀教材P74P747575， 一、一、 二氧化硅二氧化硅 (SiO2) ) 1. 1. SiO2存在

3、存在 (1)地球上存在的二氧化硅叫地球上存在的二氧化硅叫 ，約占地殼總，約占地殼總 質(zhì)量的質(zhì)量的 ；其存在形態(tài)有；其存在形態(tài)有 和和 兩大類。兩大類。 12% 硅石硅石 結(jié)晶形結(jié)晶形無定形無定形 沙子沙子 水水 晶晶 瑪瑪 瑙瑙 2. SiO2結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) (2)石英晶體是結(jié)晶的石英晶體是結(jié)晶的 ，石英中，石英中 無色無色 透明的晶體叫透明的晶體叫 ，具有彩色，具有彩色 環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q為環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q為 ，沙子中含，沙子中含 有小粒的有小粒的 晶體。晶體。 水水 晶晶 瑪瑪 瑙瑙 石英石英 二氧化硅二氧化硅 180 10928 Si o 立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了SiOSiO2 2具

4、有優(yōu)良的性質(zhì)具有優(yōu)良的性質(zhì) SiO2晶體的基本結(jié)構(gòu)單元呈晶體的基本結(jié)構(gòu)單元呈 形，每個形，每個Si原子原子 周圍結(jié)合周圍結(jié)合 個個O，每個，每個O原子跟原子跟 個個Si相結(jié)合，相結(jié)合，Si 與與O原子按原子按 的比例組成的比例組成 結(jié)構(gòu)的晶體。結(jié)構(gòu)的晶體。 四面體四面體 42 1：2 立體網(wǎng)狀立體網(wǎng)狀 基本結(jié)構(gòu)單元基本結(jié)構(gòu)單元 3.3.物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：SiO2 溶于水，溶于水， 熔點熔點 ，硬度，硬度 。 4.4.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) (1)不活潑性：不活潑性： 常溫下，與水不反應(yīng)，氫氟酸是惟一可以與之常溫下，與水不反應(yīng)，氫氟酸是惟一可以與之 反應(yīng)的酸，化學(xué)方程式：反應(yīng)的酸，化學(xué)方程式： 玻璃

5、中含玻璃中含SiO2，所以可以用，所以可以用 來雕刻玻璃，來雕刻玻璃， 氫氟酸不能用氫氟酸不能用 瓶盛裝瓶盛裝,可用可用 盛裝。盛裝。 不不 很高很高很大很大 氫氟酸氫氟酸 SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O 雕花玻璃 3.3.物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：SiO2 溶于水，溶于水， 熔點熔點 ，硬度，硬度 。 4.4.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) (1)不活潑性：不活潑性： 常溫下，與水不反應(yīng)，氫氟酸是惟一可以與之常溫下，與水不反應(yīng)，氫氟酸是惟一可以與之 反應(yīng)的酸，化學(xué)方程式：反應(yīng)的酸，化學(xué)方程式： 玻璃中含玻璃中含SiO2，所以可以用，所以可以用 來雕刻玻璃，來雕刻玻璃， 氫氟酸不能用氫氟酸不能用

6、瓶盛裝瓶盛裝,可用可用 盛裝。盛裝。 不不 很高很高很大很大 氫氟酸氫氟酸 玻璃玻璃 SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O 塑料瓶塑料瓶 (2)具有具有 性氧化物的通性：性氧化物的通性： 與燒堿溶液反應(yīng)：與燒堿溶液反應(yīng)： 與生石灰反應(yīng)：與生石灰反應(yīng)： (3)弱氧化性：弱氧化性： 酸酸 SiO2+2NaOH = Na2SiO3+ H2O SiO2 + CaO = CaSiO3 高溫高溫 制粗硅：制粗硅： SiO2+2C Si+2CO 高溫高溫 可溶與水，水溶液可溶與水，水溶液 俗稱俗稱“水玻璃水玻璃” 二氧化硅和二氧化碳結(jié)構(gòu)性質(zhì)比較二氧化硅和二氧化碳結(jié)構(gòu)性質(zhì)比較 物質(zhì)物質(zhì) SiO2CO

7、2 熔點、沸點、熔點、沸點、 硬度、狀態(tài)硬度、狀態(tài) 與水與水 與氫氟酸與氫氟酸 與堿溶液與堿溶液 與堿性氧化與堿性氧化 物物 小結(jié)小結(jié)比較比較 CO2 H2OH2CO3 不反應(yīng)不反應(yīng) CO2 CaOCaCO3 CO2 2NaOH Na2CO3+H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2O SiO2 CaO = CaSiO3 高溫高溫 4HF+SiO2=SiF4+2H2O不反應(yīng)不反應(yīng) 很高、大、固態(tài)很高、大、固態(tài) 低、小、氣態(tài)低、小、氣態(tài) 思考：思考： 為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶用橡為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶用橡 膠塞而不用玻璃塞膠塞而不用玻璃塞 因為堿液會跟玻璃塞中的因為堿液會

8、跟玻璃塞中的SiOSiO2 2反應(yīng)，生反應(yīng)，生 成的成的硅酸鹽會把試劑瓶和玻璃塞粘連在硅酸鹽會把試劑瓶和玻璃塞粘連在 一起。一起。 5.5.用途用途 (2)(2) 和和 制作飾物和工藝品。制作飾物和工藝品。 (1)(1)沙子是基本的沙子是基本的 材料。材料。 (3)(3) 是現(xiàn)代光學(xué)和光纖制品的是現(xiàn)代光學(xué)和光纖制品的 基本原料?；驹稀?水水 晶晶瑪瑪 瑙瑙 建筑建筑 二氧化硅二氧化硅 二、硅酸二、硅酸 二氧化硅因其二氧化硅因其不溶不溶于水也于水也不不與水反應(yīng)，所以一般與水反應(yīng)，所以一般不能不能 直接用直接用SiO2制備硅酸。制備硅酸。 1.1.硅酸的制備硅酸的制備 能不能用碳酸來制備硅酸呢

9、？能不能用碳酸來制備硅酸呢？ Na2SiO3溶液溶液 呈呈 性，可溶性，可溶 性的硅酸鹽與性的硅酸鹽與 反應(yīng)反應(yīng) 可以制得硅酸?？梢灾频霉杷帷?滴加酚酞試液后滴加酚酞試液后 溶液呈溶液呈 色色,滴滴 加稀鹽酸后溶液顏加稀鹽酸后溶液顏 色變淺色變淺,有有 生成。生成。 結(jié)論結(jié)論實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象實驗操作實驗操作 NaNa2SiOSiO3溶液與鹽酸和反應(yīng)的化學(xué)方程式：溶液與鹽酸和反應(yīng)的化學(xué)方程式： ； 實驗探究實驗探究 紅紅 膠凍狀膠凍狀 物質(zhì)物質(zhì) 堿堿 比它強的酸比它強的酸 NaNa2SiOSiO3溶液與溶液與COCO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)的化學(xué)方程式： ； 2.2.硅酸的性質(zhì)硅酸的性質(zhì) (2)

10、是一種很弱的酸是一種很弱的酸,酸性酸性:H2SiO3 H2CO3 (填填 “”“”“”) 。 (3)不穩(wěn)定（比不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定）受熱易分解：穩(wěn)定）受熱易分解： (1)硅酸在水中的溶解度硅酸在水中的溶解度 。 很小很小 H2SiO3=SiO2H2O 硅酸濃度較大時則形成硅酸濃度較大時則形成 ； 硅酸凝膠干燥脫水硅酸凝膠干燥脫水硅酸干凝膠硅酸干凝膠，又稱為，又稱為 ， 吸附水分能力強，常用作吸附水分能力強，常用作 ，也用作，也用作 的的 載體。載體。 硅膠硅膠 硅酸凝膠硅酸凝膠 干燥劑干燥劑催化劑催化劑 3.3.硅酸的用途硅酸的用途 小結(jié)小結(jié) 一、氧化硅（一、氧化硅（SiO2） 1、存在、

11、存在 2、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 3、物理性質(zhì)、物理性質(zhì) 4、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì) 5、用途、用途 二、硅酸（二、硅酸（H2SO3） 1、硅酸的制備、硅酸的制備 2、硅酸的性質(zhì)、硅酸的性質(zhì) 3、硅酸的用途、硅酸的用途 3.下列物質(zhì)中能與下列物質(zhì)中能與SiO2起化學(xué)反應(yīng)的是（起化學(xué)反應(yīng)的是（ ） 濃濃H2SO4 H2O 鹽酸鹽酸 HF KOH溶液溶液 氧化鈣氧化鈣 A. B. C. D. 2.下列溶液中，能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛放的是下列溶液中，能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛放的是( ) A.濃濃H2SO4 B.硅酸鈉溶液硅酸鈉溶液 C.氫氟酸氫氟酸 D.苛性鉀溶液苛性鉀溶液 1.下列物質(zhì)中下列物質(zhì)中,主要成分

12、不是主要成分不是SiO2的是（的是（ ） A.石灰石石灰石 B.瑪瑙瑪瑙 C.水晶水晶 D.石英石英 測試測試反饋反饋 ： A A C 6、CO2通入下列各溶液中，不會產(chǎn)生難溶物的是（通入下列各溶液中，不會產(chǎn)生難溶物的是（ ） A、水玻璃、水玻璃 B、石灰水、石灰水 C、飽和、飽和Na2CO3 D、CaCl2 5.在無色的強酸性溶液中，能大量共存的是在無色的強酸性溶液中，能大量共存的是( ) A.Na+、Al3+、NO3 、 、Cl B.K+、Na+、Cl 、 、SiO32 C.Fe2+、K+、SO42 、 、Cl D.Na+、HCO3 、 、K+、NO3 A D 4.要除去要除去SiO2中混

13、有的少量中混有的少量CaO雜質(zhì)，最適宜的試劑是（雜質(zhì)，最適宜的試劑是（ ） A.純堿溶液純堿溶液 B.鹽酸鹽酸 C.硫酸硫酸 D.苛性鈉溶液苛性鈉溶液 B 7、A是一種天然透明晶體，是一種天然透明晶體，B是一種常見的是一種常見的 無色無味的氣體，可使澄清石灰水變渾濁。無色無味的氣體，可使澄清石灰水變渾濁。A雖雖 不能溶于強酸，但卻能溶于氫氟酸，并生成氣體不能溶于強酸，但卻能溶于氫氟酸，并生成氣體 C，A和燒堿溶液反應(yīng)生成和燒堿溶液反應(yīng)生成D的水溶液，的水溶液， 當氣體當氣體B通入通入D的水溶液中，能生成白色膠狀沉的水溶液中，能生成白色膠狀沉 淀淀E，E加熱后重新生成加熱后重新生成A。 （1）寫出化學(xué)式）寫出化學(xué)式 A 、B 、C 、 D 、E 。 （2）寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。）寫出有關(guān)反應(yīng)的