硅(人教版必修1)

第一節(jié)無機非金屬材料的主角—硅第四章非金屬及其化合物美國硅谷1、了解Si、SiO2、H2SiO3的主要性質(zhì)。2、認識Si、SiO2、H2SiO3的廣泛用途,體會化學的創(chuàng)造性和實用性。3、了解硅酸鹽的主要性質(zhì)。（2）硅以化合態(tài)形式存在（氧化物及硅酸鹽）

自然界中它容易與＿＿化合，是一種親＿＿元素。

氧氧1.硅的存在（1）.硅在地殼中的含量僅次于氧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.約占地殼質(zhì)量的90%以上。硅在元素周期表中的位置研究硅元素可別忘了我最外層電子數(shù)都是4

，原子既不容易失電子也不容也得到電子.主要形成四價的化合物。碳是構(gòu)成有機物的主要元素硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的主要元素2、碳和硅的比較有結(jié)晶形（石英晶體）無定形——硅藻土瑪瑙天然的SiO2

硅石一、二氧化硅（SiO2

）１、二氧化硅的存在水晶水晶瑪瑙無色透明晶體是具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹目梢奡i、O個數(shù)比為SiO21：2SiO科學視野2、二氧化硅的結(jié)構(gòu)閱讀書上74頁科學視野，理解二氧化硅的結(jié)構(gòu)，討論二氧化硅的存在決定了二氧化硅的有怎么樣的用途？石英研缽光導纖維3、二氧化硅的用途坩堝光學纖維胃鏡光導纖維、光學儀器、電子儀器、工藝品（水晶、瑪瑙）、石英玻璃、玻璃原料和建筑材料等。根據(jù)SiO2的存在和用途,請你分析以下問題:SiO2具有哪些物理性質(zhì)?化學穩(wěn)定性如何?

將你的認識寫在下面的橫線上,并與同學交流。4、物理性質(zhì):____________________________化學穩(wěn)定性:_________無色不溶與水、硬度大、熔點高的固體很穩(wěn)定5、SiO2的化學性質(zhì):（1）制玻璃原料:以純堿、石灰石和石英(Na2CO3)經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得。

（SiO2）Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2有關(guān)反應(yīng)化學方程式：高溫高溫（2）酸性氧化物

SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O

實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？（提示：玻璃中含有SiO2）（3）特性SiO2

＋4HF=SiF4↑＋2H2O

（此反應(yīng)常用于刻蝕玻璃）實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？（4）氧化性SiO2+2C===Si+2CO↑高溫（HF是唯一能跟其反應(yīng)的酸）二、硅酸（H2SiO3）及原硅酸（H4SiO4）

1、區(qū)別原硅酸：白色膠狀，在空氣中失去水生成硅酸硅酸：白色固體硅酸、原硅酸都不溶于水，屬于弱酸是不是所有的酸都溶于水？H4SiO4===H2SiO3+H2O(易)

滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液由紅色變淺至無色，同時有白色膠狀物質(zhì)產(chǎn)生。a、Na2SiO3溶液呈堿性；b、可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的白色膠狀沉淀硅酸。2、硅酸的制備思考：二氧化硅不溶于水，不跟水反應(yīng)，如何制備H2SiO3

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3（膠體）思考:分析以上制取原理，若將CO2通入

Na2SiO3溶液中有何現(xiàn)象?(溫馨提示:碳酸的酸性強于硅酸的酸性)

(較強酸制較弱酸)

已知硅酸酸性比碳酸弱,CO2通入到飽和Na2SiO3溶液中反應(yīng)方程式。Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓

+Na2CO3Na2SiO3+2H2O+2CO2=H2SiO3↓

+2NaHCO3因為硅酸的酸性比碳酸的酸性弱，不能使指示劑顯色（紫色石蕊不變色）是否可以用二氧化硅與水反應(yīng)制備硅酸呢?

生成的硅酸逐漸聚合而形成硅酸溶膠，經(jīng)干燥脫水就形成硅酸干膠，稱為“硅膠”。常常用做干燥劑。也可用做催化劑的載體。3、用途四、硅酸鹽2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學性質(zhì)很穩(wěn)定3、最簡單的硅酸鹽：硅酸鈉（Na2SiO3)其水溶液俗稱水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。還可以作為礦物膠。1、硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。實驗4-2放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象結(jié)論當水分蒸發(fā)后燃燒當水分蒸發(fā)后不易燃燒用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火（制備木材防火劑的原料）硅酸鹽的豐富性和多樣性（閱讀課本）科學視野（1）玻璃：

普通玻璃:以純堿、石灰石和石英為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得。(Na2CO3)（SiO2）Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑②主要成分：

Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

（Na2O?CaO?6SiO2）4、硅酸鹽工業(yè)①有關(guān)反應(yīng)化學方程式：高溫高溫（2）水泥以黏土和石灰石為主要原料

經(jīng)研磨、混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，再加入適量石膏，研成細粉就得到水泥。

石膏的作用是調(diào)節(jié)水泥硬化速度。（3）傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷：

傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷是以粘土為原料，經(jīng)高溫燒結(jié)而成。日常生活中常見的陶瓷有日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生潔具等。人面魚紋彩陶盆5、具有特殊功能的含硅物質(zhì)：（1）、碳化硅（SiC俗稱金剛砂），具有金剛石的結(jié)構(gòu)。硬度很大，用作砂紙、砂輪的磨料。（2）、硅鋼（鐵合金）導磁性良好，用作變壓器鐵芯。（3）硅橡膠

（具有均勻微孔結(jié)構(gòu)

的鋁硅酸鹽。）

④分子篩(最好的既耐高溫又耐低溫的橡膠)例如：Na2SiO3:Al2(Si2O5)(OH)4：Ca(Al2Si3O10)·3H2O：5、硅酸鹽組成的表示：硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成各異，通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示。CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O（活潑金屬氧化物＋較活潑金屬氧化物＋二氧化硅＋水）Na2O·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O五.

硅單質(zhì)(晶體硅是良好的半導體材料)1、硅的存在和狀態(tài)：(1)在自然界中硅元素只有化合態(tài)，無游離態(tài)；(2)與碳相似，單質(zhì)硅也有晶體硅和無定形硅。2、物理性質(zhì)：單質(zhì)硅是灰黑色，有金屬光澤、硬而脆的固體，熔沸點較高。3、化學性質(zhì)：在常溫下,硅化學性質(zhì)不活潑,除氟氣、氫氟酸和強堿外,硅不跟其他物質(zhì),如氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等起反應(yīng)。常溫下：(知識介紹）①Si+2F2=SiF4②Si+4HF=SiF4↑+2H2↑③Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑SiO2+2C====Si+2CO↑高溫粗硅提純：Si+2Cl2====SiCl4高溫SiCl4+2H2====Si+4HCl高溫4、工業(yè)制粗硅：5、硅的用途SiF4SiO2Na2SiO3H2SiO3CaSiO3Si1.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)（）A.熔點很高B.與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸C.可與燒堿反應(yīng)生成鹽D.堅硬2.賞心悅目的花瓶圖案是用下列物質(zhì)的一種對玻璃進行刻蝕而形成的,這種物質(zhì)是（）A.鹽酸B.氫氟酸C.燒堿D.純堿BB3、下列試劑不能貯存在磨砂玻璃塞的試劑瓶里的是（）A.HNO3溶液B.KOH溶液C.鹽酸D.NaCl溶液4.下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學反應(yīng)完成的是（）A.CO2→H2CO3B.SiO2→Na2SiO3

C.Na2O→Na2CO3D.SiO2→H2SiO3DB6．要除去SiO2中混有的少量CaO雜質(zhì)，最適宜的試劑是()A.純堿溶液B.鹽酸C.硫酸D.苛性鈉溶液B5.將過量的CO2分別通入：①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③Ca(OH)2溶液；④飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是()A．①②③④B．②④C．①②③D．②③B7．下列反應(yīng)能說明二氧化硅是酸性氧化物的是()A．SiO2+2C===Si+2CO↑B．SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2OC．SiO2+4HF===SiF4↑+2H2OD．SiO2+CaCO3===CaSiO3+CO2↑8．下列物質(zhì)中，不能用玻璃瓶來盛裝的是()A.燒堿溶液B.濃硫酸C.氫氟酸D.碳酸鈉溶液BC9．制造光導纖維的主要原料是()A．晶體硅B．二氧化硅C．石墨D．硅酸鈉10．下列敘述正確的是()A．自然界存在大量單質(zhì)硅B．SiO2

與任何酸都不起反應(yīng)C．光導纖