第一節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角-硅

第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅

硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的90%以上。

1、Si在自然界中的存在形態(tài)：閱讀后小結(jié)：（課本P.74）2、Si在自然界中的存在形式：3、硅原子最外層電子數(shù)是多少？我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同？SiO2和硅酸鹽C：＋2、＋4、－4Si：＋4、－4化合態(tài)4、主要化合價(jià)一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（SiO2）(1)存在：結(jié)晶形：石英無(wú)定形:硅藻土水晶瑪瑙……地球上存在的天然二氧化硅約占地殼質(zhì)量的12%硅石（12%）(2).二氧化硅結(jié)構(gòu)109o28'約180°SiOSiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定二氧化硅(SiO2)二氧化硅廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構(gòu)成了巖石。天然二氧化硅也叫硅石，是一種堅(jiān)硬難熔的固體。硅石硅礦山水晶瑪瑙透過(guò)圖片思考:二氧化硅具有哪些物理性質(zhì)?化學(xué)穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么?SiO2的這些性質(zhì)是由什么決定的？

堅(jiān)硬難熔的固體，熔沸點(diǎn)比較高，不溶于水，硬度比較大。(3).物理性質(zhì)：一、二氧化硅(silicondioxide)(4)、SiO2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定

是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。高溫a、不能與水化合,二氧化硅不溶于水。b、與堿性氧化物化合：SiO2+CaOCaSiO3

SiO2+Na2ONa2SiO3C、與堿反應(yīng)：SiO2+2NaOH

Na2SiO3+H2O思考：盛堿溶液的試劑瓶一般用橡膠塞，不能用

玻璃塞。為什么？高溫d.與HF反應(yīng)：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O注意：一般用塑料試劑瓶盛氫氟酸，不能用玻璃

試劑瓶。為什么？（用于雕刻玻璃）e.弱氧化性：SiO2+2CSi+2CO↑高溫工業(yè)上用此反應(yīng)制備粗硅，實(shí)現(xiàn)了“從沙灘到用戶”！f.與Na2CO3等反應(yīng)：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高溫高溫(3)、二氧化硅的用途與危害

由于SiO2具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，加上SiO2在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被人類(lèi)廣泛地應(yīng)用。光學(xué)纖維胃鏡水晶制品二氧化硅的用途

制光導(dǎo)纖維、石英玻璃、石英鐘表等；制造電子工業(yè)中的重要部件、光學(xué)儀器、高級(jí)工藝品、眼鏡片、精密儀器、軸承、耐磨器皿等；制作裝飾品。

在隧道開(kāi)鑿，石英粉加工等工作環(huán)境下易形成含有二氧化硅的粉塵，人長(zhǎng)期吸入含有二氧化硅的粉塵，就會(huì)患硅肺?。ㄅf稱矽肺）。危害：用途：2.硅酸（H2SiO3:一種很特殊的酸）H2SiO3是SiO2的對(duì)應(yīng)水化物(SiO2

是H2SiO3的酸酐)是一種不溶性酸，是一種白色固體，其酸性比H2CO3還弱。二、硅酸(H2SiO3)

實(shí)驗(yàn)1:向飽和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀鹽酸現(xiàn)象結(jié)論方程式

滴入酚酞溶液呈紅色，滴入鹽酸有透明的凝膠產(chǎn)生

a、Na2SiO3溶液呈堿性，b、可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠，d、靜置則形成硅酸沉淀。探究1：怎樣由石英(SiO2)制取硅酸？Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(膠體)硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢？請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)論證你的推斷。實(shí)驗(yàn)探究2：實(shí)驗(yàn)2:將CO2通入Na2SiO3溶液中現(xiàn)象：透明的硅酸沉淀生成方程式：Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3結(jié)論：硅酸是一種很弱的酸，酸性比碳酸還弱硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后就形成多孔的硅酸干凝膠，稱為“硅膠”。用途：硅膠多孔，吸附水份能力強(qiáng)，常用作實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品，瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。3、硅酸鈉（Na2SiO3），俗名叫泡花堿，白色固體，易溶于水，其水溶液俗名叫水玻璃。2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定1、由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。三、硅酸鹽實(shí)驗(yàn)4-2放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象結(jié)論先變干，后燃燒僅變干，不燃燒Na2SiO3溶液可作木材、紙張的防火劑

水玻璃是無(wú)色粘稠的液體，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩(wěn)定性強(qiáng)?？捎米鞣试硖盍?，木材、織物的防腐劑和防火劑，是很強(qiáng)的黏膠劑。（2）氧化物化學(xué)式法：活潑金屬氧化物?金屬氧化物?二氧化硅?水（1）鹽化學(xué)式法：如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3等4、硅酸鹽組成的表示方法：練習(xí)：如何用氧化物的形式表示下列硅酸鹽硅酸鈉：Na2SiO3

石棉：CaMg3Si4O12長(zhǎng)石：KAlSi3O8普通玻璃：CaNa2Si6O14黏土：Al2(Si2O5)(OH)4

Na2O·SiO2

CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2Na2O·CaO·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O無(wú)機(jī)非金屬材料硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷水泥玻璃t硅酸鹽產(chǎn)品簡(jiǎn)介：產(chǎn)品主要原料主要設(shè)備反應(yīng)條件主要反應(yīng)或主要成分主要性質(zhì)水泥粘土、石灰石、(石膏)適量水泥回轉(zhuǎn)窯高溫硅酸三鈣：3CaO·SiO2硅酸二鈣：2CaO·SiO2鋁酸三鈣：3CaO·Al2O3水硬性玻璃

純堿石灰石石英

玻璃窯高溫Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑成分：Na2SiO3

、CaSiO3

、SiO2

四、硅單質(zhì)：1.制法SiO2+2C===Si+2CO2.物理性質(zhì)：

結(jié)構(gòu)類(lèi)似金剛石，為硬而脆的灰黑色固體,熔點(diǎn)高,硬度大。3.化性在常溫下，化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣，氫氟酸和強(qiáng)堿外，硅不與其他物質(zhì)反應(yīng)高溫在加熱下：Si+O2==SiO24.用途

晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料硅太陽(yáng)能電池電腦的中央處理器（CPU）1、下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較，正確的是（）A.溶解性：CO2

<SiO2B.酸性：H2SiO3>H2CO3C.熔點(diǎn)：SiO2>CO2（干冰）D.硬度：SiO2<CO22、下列物質(zhì)中,不能用玻璃