無機非金屬材料主角——硅(上課直接用)

1、第四章非金屬及其化合物Al-7.73%O-48.60%Si-26.30%地殼中元素質量分數(shù)地殼中元素質量分數(shù)第一節(jié)無機非金屬材料的主角硅Si-26.30%畫出硅的原子結構示意圖分析：分析：既不易失電子，又不易得電子，主既不易失電子，又不易得電子，主要形成四價的化合物。要形成四價的化合物。硅元素硅元素與誰的結構相似？與誰的結構相似？ 碳碳l硅是一種硅是一種親氧親氧元素，在自然界中主要以氧化物元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸鹽的形式存在。及硅酸鹽的形式存在。一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸（1）存在）存在硅石（硅石（12%）結晶形：石英結晶形：石英無定形無定形水晶水晶瑪瑙瑪瑙1、二氧化硅OS

2、i石英石英水晶紫水晶紫水晶薔薇石英薔薇石英茶水晶茶水晶黃水晶黃水晶瑪瑙瑪瑙（2）用途：）用途：光導纖維光導纖維石英：耐高溫化學儀器、石英電子表、石英鐘石英：耐高溫化學儀器、石英電子表、石英鐘水晶：電子工業(yè)的重要部件、光學儀器、水晶：電子工業(yè)的重要部件、光學儀器、 高級工藝品和眼鏡片高級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、耐磨器皿和裝飾品光纖視頻光纖視頻瑪瑙飾品瑪瑙飾品光光導導纖纖維維光纜光纜物理性質物理性質:_化學穩(wěn)定性化學穩(wěn)定性:_通常條件下，很穩(wěn)定通常條件下，很穩(wěn)定硬度大、熔點高、難溶于水硬度大、熔點高、難溶于水設疑設疑:實驗室中盛放堿液的試劑瓶與實驗室中

3、盛放堿液的試劑瓶與盛放其它溶液的試劑瓶有何不同？盛放其它溶液的試劑瓶有何不同？為什么為什么 ？1.玻璃中含有玻璃中含有SiO2，從物，從物質組成和性質角度來分類，質組成和性質角度來分類， SiO2屬于哪類物質？屬于哪類物質？2. SiO2可能具有哪些化學性質？可能具有哪些化學性質？性性 質質二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)SiO2與與CO2化學性質的比較化學性質的比較 222222324 2223223高溫高溫酸性氧化物酸性氧化物與堿性氧化與堿性氧化物反應物反應與堿反應與堿反應與水反應與水反應與氫氟酸反應與氫氟酸反應22232.硅酸( ) 硅酸是一種硅酸是一種白色粉末狀白

4、色粉末狀的的固體固體，它它不溶于水不溶于水；是一種；是一種弱弱酸酸(比碳酸還比碳酸還弱），弱），不能使指示劑變色不能使指示劑變色。 H H2 2SiOSiO3 3硅酸凝硅酸凝膠經(jīng)干燥脫膠經(jīng)干燥脫水后得到多水后得到多孔的硅酸干孔的硅酸干凝膠，稱為凝膠，稱為“硅膠硅膠”。思考思考二氧化硅難溶于水，又二氧化硅難溶于水，又不與水反應，那不與水反應，那么，么，如何制如何制得硅酸呢？得硅酸呢？ 實驗實驗4-1：向飽和：向飽和Na2SiO3溶溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸現(xiàn)現(xiàn) 象象結結 論論方程式方程式滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈紅色紅色 Na2SiO3溶液呈堿性溶液呈堿性Na2Si

5、O3+2HCl = H2SiO3 （膠體）（膠體）+2NaCl實驗探究：實驗探究：滴入鹽酸有白色膠狀沉淀產(chǎn)生滴入鹽酸有白色膠狀沉淀產(chǎn)生硅酸難溶于水硅酸難溶于水知識拓展：知識拓展： 把稀硫酸加入到把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，溶液中，會有什么現(xiàn)象？會有什么現(xiàn)象？現(xiàn)現(xiàn) 象象結結 論論方程式方程式滴入硫酸有白色膠狀沉淀產(chǎn)生滴入硫酸有白色膠狀沉淀產(chǎn)生硅酸難溶于水硅酸難溶于水Na2SiO3+H2SO4 = H2SiO3 （膠體）（膠體）+Na2SO4活動與探究：活動與探究： 硅酸是一種硅酸是一種比碳酸還要弱比碳酸還要弱的酸。請的酸。請利用中學實驗室常見的儀器及藥品，設利用中學實驗室常見的儀器及藥品

6、，設計一個簡單實驗，證明硅酸的酸性比碳計一個簡單實驗，證明硅酸的酸性比碳酸弱酸弱.方法方法: : 向向NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中通入溶液中通入COCO2 2氣體，產(chǎn)生白色氣體，產(chǎn)生白色膠狀沉淀膠狀沉淀NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 3（膠體）（膠體）+ Na+ Na2 2COCO3 3 CO2通入下列各溶液中，無明顯通入下列各溶液中，無明顯現(xiàn)象發(fā)生的是（現(xiàn)象發(fā)生的是（ ）A、氯化鈣溶液、氯化鈣溶液 B、澄清石灰水、澄清石灰水C、硅酸鈉溶液、硅酸鈉溶液A合作討論：合作討論：補充：硅酸不穩(wěn)定 H2SiO3=SiO2+H2

7、0 試劑試劑二氧化硅二氧化硅氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液氫氟酸氫氟酸濃硫酸濃硫酸 試劑瓶試劑瓶細口瓶，磨口塞細口瓶，磨口塞廣口瓶廣口瓶細口塑料瓶細口塑料瓶細口瓶，橡皮塞細口瓶，橡皮塞 1 1、實驗室有幾種試劑，根據(jù)它們各、實驗室有幾種試劑，根據(jù)它們各自的性質，選擇適當?shù)脑噭┢渴⒎?。請自的性質，選擇適當?shù)脑噭┢渴⒎?。請在對應的各種試劑瓶和所裝試劑之間進在對應的各種試劑瓶和所裝試劑之間進行連線。行連線。2 2、下列說法正確的是（）、下列說法正確的是（）A ASiOSiO2 2溶于水顯酸性溶于水顯酸性B BCOCO2 2通入通入硅酸鈉溶液硅酸鈉溶液可得硅酸可得硅酸C CSiOSiO2 2是酸性氧化物，它

8、不溶于任何酸是酸性氧化物，它不溶于任何酸B 3、玻璃的主要成分之一是二氧化、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上進行蝕刻，將其制硅，能在玻璃上進行蝕刻，將其制成毛玻璃和成毛玻璃和雕花玻璃的物質是雕花玻璃的物質是 ( ) A、燒堿、燒堿 B、純堿、純堿 C、氫氟酸、氫氟酸 D、鹽酸、鹽酸C滑滑石石l硅酸鈉硅酸鈉 水溶液叫水玻璃。水溶液叫水玻璃。用用蒸餾水浸過蒸餾水浸過用用NaNa2 2SiOSiO3 3飽和溶液飽和溶液浸過浸過現(xiàn)象現(xiàn)象結論結論用途：用途：【實驗實驗42】水份蒸發(fā)后燃燒水份蒸發(fā)后燃燒不易燃燒不易燃燒用水玻璃浸過的物品可以防火用水玻璃浸過的物品可以防火肥皂填料、黏膠劑、阻燃劑肥皂

9、填料、黏膠劑、阻燃劑二、硅酸鹽二、硅酸鹽l硅酸鹽的一般特點：硅酸鹽的一般特點：一般不溶于水（除一般不溶于水（除NaNa、K K鹽外）化學鹽外）化學穩(wěn)定性高。穩(wěn)定性高。種類繁多、結構復雜、構成地殼的種類繁多、結構復雜、構成地殼的骨架。骨架。通常用氧化物的形式表示其組成。通常用氧化物的形式表示其組成。如如NaNa2 2SiOSiO3 3 寫成寫成NaNa2 2O OSiOSiO2 2l通常用氧化物的形式表示其組通常用氧化物的形式表示其組成。順序為：成。順序為：l活潑金屬氧化物活潑金屬氧化物較活潑金屬較活潑金屬氧化物氧化物SiOSiO2 2 HH2 2O OlNaNa2 2SiOSiO3 3 NaN

10、a2 2OSiOOSiO2 2lCaSiOCaSiO3 3 CaOSiOCaOSiO2 2l粘土：粘土：AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O Ol玻璃：玻璃：NaNa2 2OCaO6SiOOCaO6SiO2 2l水泥：水泥： 3CaOSiO3CaOSiO2 2； 2CaOSiO2CaOSiO2 2； 3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3練習：寫成氧化物的形式：練習：寫成氧化物的形式：K K2 2SiOSiO3 3AlAl2 2(SiO(SiO3 3) )3 32SiO2SiO2 2Ca(AlCa(Al2 2SiSi3 3O O10103H3H2 2O)O)l自

11、然界變化：自然界變化： 硅酸鹽巖石硅酸鹽巖石粘土粘土土壤膠體土壤膠體吸收吸收NHNH4 4、K K等營養(yǎng)離子等營養(yǎng)離子供生供生物吸收。物吸收。人面魚紋盆人面魚紋盆(陶瓷陶瓷)磚瓦磚瓦(陶瓷陶瓷)陶瓷陶瓷(China)(China)：以黏土原料以黏土原料玻璃:以純堿、石灰石和石英為原料以純堿、石灰石和石英為原料 普通玻璃: Na2OCaO6SiO2Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 高溫高溫 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 高溫高溫水泥:以石灰石和黏土為原料+適量石膏硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品主要成分：硅酸三鈣主要成分：硅酸三鈣(3CaOSiO2) 硅酸二鈣硅酸二鈣(2CaOS

12、iO2) 鋁酸三鈣鋁酸三鈣(3CaOAl2O3)等等材料物理性質化學性質玻璃陶瓷硬度高，耐磨損，耐高溫，較脆硬度高，耐磨損，耐高溫化學很穩(wěn)定化學很穩(wěn)定金剛砂金剛砂硅鋼硅鋼硅橡膠硅橡膠生物陶瓷生物陶瓷三、硅單質（三、硅單質（SiSi）硅有晶體硅和無定形硅兩種單質硅有晶體硅和無定形硅兩種單質1.1.物理性質物理性質: :灰黑色，有金屬光澤，硬而灰黑色，有金屬光澤，硬而 脆的固體脆的固體熔、沸點高、硬度大熔、沸點高、硬度大晶體硅是良好的半導體晶體硅是良好的半導體2.2.化學性質化學性質: :常溫下硅的化學性質不活潑常溫下硅的化學性質不活潑Si + O2 = SiO23 3、用途：、用途：集成電路、晶體管、硅整流器等半導體材集成電路、晶體管、硅整流器等半導體材料，還可以制成太陽能電池、硅的合金可料，還可以制成太陽能電池、硅的合金可用來制造變壓器鐵芯等。用來制造變壓器鐵芯等。4、硅的工業(yè)制法 制粗硅：制粗硅： SiO2+2C=