《無機非金屬材料的主角——硅》課件ppt

1、第四章 非金屬及其化合物第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅硅的化合物約占地殼質(zhì)量硅的化合物約占地殼質(zhì)量的的90%90%硅的廣泛存在硅的廣泛存在 最外層最外層4 4個電子，既不易失去也不易個電子，既不易失去也不易得到電子，主要通過共用電子對的得到電子，主要通過共用電子對的形式形成四價的化合物形式形成四價的化合物。原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)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（ SiOSiO2 2 ）天天然然的的 SiOSiO2 2 硅硅石石結(jié)晶形（石英晶體）結(jié)晶形（石英晶體）無定形無定形硅藻土硅藻土水晶水晶瑪瑙瑪瑙1 1）存在形式）存在形式紫水晶紫水晶瑪瑙瑪瑙SiOSiOSiO2

2、是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定因此性質(zhì)很穩(wěn)定 正四面體正四面體 空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 硅氧比例：硅氧比例：1：2 沒有沒有SiO2 分子存在，只存在分子存在，只存在硅氧原子硅氧原子2）SiO2的SiO4四面體結(jié)構(gòu) 二氧化硅的用途二氧化硅的用途 由于由于SiOSiO2 2具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，加上具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，加上SiOSiO2 2在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被人類廣泛地應(yīng)用。人類廣泛地應(yīng)用。光學(xué)纖維胃鏡光學(xué)纖維胃鏡 石石 英英 制制 品品思考與交流思考與交流根據(jù)根據(jù)SiOSiO2 2的存在和應(yīng)用，分析

3、：的存在和應(yīng)用，分析：SiOSiO2 2有哪些物理性質(zhì)？化學(xué)穩(wěn)定性如何？有哪些物理性質(zhì)？化學(xué)穩(wěn)定性如何？物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：熔點高，硬度大，不溶于水熔點高，硬度大，不溶于水化學(xué)穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性：穩(wěn)定性好，除氫氟酸外一般穩(wěn)定性好，除氫氟酸外一般不與其它酸反應(yīng)，可與強堿反應(yīng)，屬酸性不與其它酸反應(yīng)，可與強堿反應(yīng)，屬酸性氧化物氧化物其性質(zhì)主要與結(jié)構(gòu)有關(guān)：正四面體其性質(zhì)主要與結(jié)構(gòu)有關(guān)：正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 實驗室盛裝實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用溶液的試劑瓶用橡皮塞橡皮塞而不用玻璃塞，而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？你知道為什么嗎？ 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2與與NaOH溶液反應(yīng)生成

4、溶液反應(yīng)生成粘稠的粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起，使瓶塞和瓶口粘在一起SiO22NaOHNa2SiO3H2O化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)酸性氧化物酸性氧化物.與堿反應(yīng)與堿反應(yīng).與堿性氧化物反應(yīng)與堿性氧化物反應(yīng)SiO2CaO CaSiO3高溫高溫特性特性SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O注意：玻璃中含有注意：玻璃中含有SiOSiO2 2，所以可以，所以可以用用HFHF來刻蝕玻璃。來刻蝕玻璃。熔沸點高、硬度大 熔沸點低、硬度小 不反應(yīng) CO2+H2O=H2CO3 SiO2+4HF=SiF4+2H2O 不反應(yīng) SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

5、 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+NaOH=NaHCO3 SiO2+CaO= Ca SiO3 高溫高溫CO2+Na2O= Na2CO3 SiO2+2C= Si+2CO高溫高溫CO2+C= 2CO高溫高溫1.1.制備制備（1 1）向飽和）向飽和NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中滴入酚酞，溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸再滴入稀鹽酸 滴入酚酞溶液呈紅色滴入酚酞溶液呈紅色Na2SiO3呈堿性呈堿性Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 +2NaCl滴入鹽酸有硅酸凝膠產(chǎn)生滴入鹽酸有硅酸凝膠產(chǎn)生硅酸難溶于水硅酸難溶于水二二. .硅酸硅酸(H(H2 2SiOSiO3 3) )（2）把稀

6、硫酸加入到）把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液溶液中，會有中，會有什么現(xiàn)象？什么現(xiàn)象？滴入硫酸有硅酸凝膠產(chǎn)生滴入硫酸有硅酸凝膠產(chǎn)生硅酸難溶于水（白色膠狀沉淀）硅酸難溶于水（白色膠狀沉淀）Na2SiO3+H2SO4 = H2SiO3 +Na2SO4（3）把二氧化碳通入到）把二氧化碳通入到Na2SiO3溶液中溶液中Na2SiO3+ CO2+H2O= H2SiO3 +Na2CO32. 酸性比碳酸弱酸性比碳酸弱. H2SiO3+2NaOH=2 H2O +Na2SiO3H2SiO3=H2O+SiO2加熱加熱練習(xí)：練習(xí)：1地殼中含量第一和第二的兩種元地殼中含量第一和第二的兩種元素所形成的化合物不具有的性質(zhì)是

7、素所形成的化合物不具有的性質(zhì)是A熔點很高熔點很高 B與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸C堅硬堅硬 D可與燒堿反應(yīng)生成鹽可與燒堿反應(yīng)生成鹽 2下列物質(zhì)中，主要成分不是下列物質(zhì)中，主要成分不是SiO2的是的是A金剛砂金剛砂 B瑪瑙瑪瑙 C水晶水晶 D石英石英BA( )( )1、下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系、下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較，正確的是（的比較，正確的是（ ）A.溶解性：溶解性：CO2 H2CO3C.熔點：熔點：SiO2 CO2（干冰）（干冰） D.硬度：硬度： SiO2 CO2C 2、下列物質(zhì)中、下列物質(zhì)中,不能用玻璃瓶來不能用玻璃瓶來盛裝的是（盛裝的是（ ）A.燒堿溶液燒堿溶液 B.濃硫酸濃