第四章-第一节-硅(课时2).ppt

第四章非金属及其化合物,第一节无机非金属材料的主角硅（2）,占地壳质量的90%以上,地球生物生存的根基硅酸盐、空气、水、阳光,1、了解硅酸、硅酸盐的主要性质和用途，学习用实验探究物质性质的方法。2、了解材料发展的历史与前景，认识化学在材料科学中的重要地位，培养学习化学的兴趣。重点：硅酸、硅酸盐的主要性质和用途难点：硅酸盐的组成,学习目标：,二氧化硅和二氧化碳的比较,CO2,SiO2,表示二氧化碳分子及其组成,表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比,气态,固态,很小,很大,可溶于水,不溶于水,很低,很高,高温,稳定,很稳定,CO2+H2O=H2CO3,不反应,CO2+CaO=CaCO3,SiO2+CaO=CaSiO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,不反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,化学性质,2、硅酸（H2SiO3）,H2SiO3是SiO2的对应水化物（SiO2是H2SiO3的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。,（1）制法可溶性硅酸盐与酸反应：,滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生,a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d、静置则形成硅酸沉淀。,实验4-1,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,（2）酸性太弱，只能与强碱发生中和反应H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O,（3）不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解,用H2CO3可制得H2SiO3，可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。,SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3,Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3,SiO32-+2H+=H2SiO3,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为硅胶。,硅胶多孔，吸附水分的能力强，常用作干燥剂和催化剂的载体,应用：,3、硅酸钠（Na2SiO3），俗名叫泡花碱，白色固体，易溶于水，其水溶液俗名叫水玻璃。,2、结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定,1、由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。,二、硅酸盐,先变干，后燃烧,仅变干，不燃烧,Na2SiO3溶液可作木材、纸张的防火剂,水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强。可用作肥皂填料，木材、织物的防腐剂和防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。,（2）氧化物化学式法：金属氧化物（低价高价）二氧化硅水,（1）盐化学式法：如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3等,4、硅酸盐组成的表示方法：,滑石：3MgO4SiO2H2O,云母：K2O3Al2O36SiO22H2O,沸石：Na2OAl2O33SiO22H2O,石棉：3MgOCaO4SiO2,高岭石（黏土）：Al2O32SiO22H2O,如：,能表示成盐的形式吗？,5、土壤胶体的形成、特点和应用：（阅读上段P.77科学视野）,6、重要的无机非金属材料：（1）传统硅酸盐材料：陶瓷、玻璃、水泥（2）新型无机非金属材料：新型陶瓷、光导纤维阅读P.79科学视野,1、晶体结构,三、硅单质,硅单质有晶体和无定形两种，晶体硅的结构跟金刚石相似，都是具有正四面体结构的立体网状结构的晶体。,硅单质,硅的晶体结构类似于金刚石,金刚石和石墨晶体结构图,金刚石晶体结构图,石墨晶体结构图,硅的性质,2、硅单质,硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。,晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。,导电性介于导体和绝缘体之间。,常温下硅单质的化学性质不活泼,物理性质,原因,3、硅的化学性质,常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质反应.,Si+2F2SiF4,在加热条件下，能跟一些非金属反应。,Si4HFSiF42H2,Si2NaOHH2ONa2SiO32H2,（放出大量的热，未来的新能源）,1.用来制集成电路、晶体管、硅整流器等半导体