硅酸盐和硅单质 (1)

1、4.1无机非金属材料的主角-硅 第二课时 硅酸、硅酸盐和硅 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 硅酸是一种不溶于水的弱酸，酸性硅酸是一种不溶于水的弱酸，酸性 比碳酸还弱，不能使指示剂变色。比碳酸还弱，不能使指示剂变色。 讨论：讨论： 能用能用SiO2与水反应制得吗与水反应制得吗？ 由于由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性不溶于水，所以硅酸是通过可溶性 硅酸盐与其它酸反应制得的。硅酸盐与其它酸反应制得的。 如何制得硅酸如何制得硅酸？ 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 实验实验4-14-1 在试管中加入在试管中加入3-4mLNa2SiO3溶液，滴入溶液，

2、滴入1-2滴滴 酚酞溶液，再逐滴加入稀盐酸溶液，边加边酚酞溶液，再逐滴加入稀盐酸溶液，边加边 振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。 观察现象。观察现象。 1、硅酸的制备、硅酸的制备 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 现象现象 结论结论 化学方化学方 程式程式 溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变 浅并接近消失时,有白色胶状物质 生成. 硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸 反应制得的。 若改变操作顺序或盐酸过量，则会生成硅酸沉淀： Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（胶体）+ 2NaCl 一

3、、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 讨论： 如何设计实验证明硅酸的酸性比碳酸弱？ 向Na2SiO3溶液里通入少量CO2气体: Na2SiO3+ CO2 +H2O=H2SiO3+Na2CO3 若通入CO2气体过量: Na2SiO3+ 2CO2 +2H2O=H2SiO3+2NaHCO3 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 2、化学性质 H2SiO3 = SiO2 + H2O 硅酸不稳定，受热易分解： 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 2、化学性质 2NaOH+H2SiO3 = Na2SiO3+ 2H2O 硅酸与碱溶液反应： 一、硅酸（一、硅酸（

4、H H2 2SiOSiO3 3） 硅酸凝胶叫做硅胶，硅胶多孔，吸水能力强，硅酸凝胶叫做硅胶，硅胶多孔，吸水能力强， 常用作干燥剂常用作干燥剂 吸水 一、硅酸（一、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 二、硅酸盐二、硅酸盐 1 1、硅酸盐是由、硅酸盐是由 、 和和 组成的组成的 的总称。的总称。 实验4-2 ：点燃分别浸透蒸馏水和Na2SiO3饱和溶 液的滤纸，观察现象。 放入蒸馏水放入蒸馏水 现象现象 结论结论 水蒸发后燃烧水蒸发后燃烧 放入放入NaNa2 2SiOSiO3 3溶液溶液 水蒸发后不燃烧水蒸发后不燃烧 水蒸发后，失水蒸发后，失 去防火作用去防火作用 防火效果好防火效果好 用作防

5、火剂用作防火剂 氧硅 金属 化合物 2、最简单的硅酸盐是 （化学式 ） 俗名泡花碱泡花碱， 溶于水，其水溶液俗称 ， Na2SiO3硅酸钠 易水玻璃 是是 和和 等的原料。等的原料。 木材防火剂 硅胶 用途：用途： 无机非金属材料的应用 分类分类材料材料原料原料性质性质用途用途 传统传统 无机无机 非金非金 属材属材 料料 陶瓷陶瓷- 玻璃玻璃- 水泥水泥- 新型新型 无机无机 非金非金 属材属材 料料 碳化硅碳化硅- 硅钢硅钢- 硅橡胶硅橡胶- 新型陶瓷新型陶瓷 包括：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、包括：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、 超导陶瓷等。超导陶瓷等。 黏土 变压器铁芯 硬度

6、大砂轮的磨料 建筑材料 器皿、建材 纯碱、石灰石、 石英 黏土、石灰石 导磁性 绝缘材料 耐高温低温 常见的无机非金属材料 玻璃 3、硅酸盐组成的表示方法、硅酸盐组成的表示方法 高岭石高岭石Al2（Si2O5）（）（OH）4 例： Na2SiO3Na2O SiO2 硅酸钠硅酸钠 Al2O3 2SiO2 2H2O 原则：活泼金属氧化物原则：活泼金属氧化物不活泼金属氧化不活泼金属氧化 物物二氧化硅二氧化硅水）水） 方法：方法：1.找组成元素找组成元素 2.写成氧化物的形式写成氧化物的形式 3.氧化物之间以氧化物之间以“ ” 隔开隔开 4.原子个数比不变原子个数比不变 钙沸石：钙沸石：Ca（Al2S

7、i3O10）3H2O: 镁橄榄石：镁橄榄石：Mg2SiO4 将下列物质用氧化物组合的形式表示出来： 钠长石：钠长石：NaAlSi3O8 该如何表示呢？该如何表示呢？ Na2OAl2O36SiO2 1/2 Na2O 1/2 Al2O3 3SiO2 练习：钾长石练习：钾长石 KAlSi3O8 化学计量数配置原则：各元素原子总个数比符合化学计量数配置原则：各元素原子总个数比符合 原来的组成，多出现分数，应化为整数。原来的组成，多出现分数，应化为整数。 嫦娥三号卫星 嫦娥三号登月车 太太 阳阳 能能 汽汽 车车 三、硅单质的性质及制备 1、硅单质的性质： 硅有晶体硅和无定形硅两种。硅有晶体硅和无定形硅

8、两种。 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、 沸点都很高，硬度大的固体。沸点都很高，硬度大的固体。 导电性介于导体和绝缘体之间。导电性介于导体和绝缘体之间。 物理性质物理性质 单质硅的应用如此广泛，但是自然界里硅是以化 合物形式存在的，我们如何能制得单质硅呢？ 2、单质硅的制取： 粗硅制取：SiOSiO2 2+2C = 2CO+Si+2C = 2CO+Si 高温高温 SiClSiCl4 4Si(Si(粗粗)+2Cl)+2Cl2 2 SiClSiCl4 4+2H+2H2 2 高温高温 SiSi（纯）（纯）+4HCl+4HCl 精炼硅： 在室温下为无色在室温下为无色 液体，易挥发，液体，易挥发， 有强烈的刺激性有强烈的刺激性 晶体管 光伏电池 4、化学性质：常温下化学性质不活泼。 常温可与 F2 、HF 、强碱 反应，加热条件下 可与O2、Cl2 等物质反应（具有还原性）： Si+2ClSi+2Cl2 2 SiSi 4HF4HFSi+ 2FSi+ 2F2 2 Si+OSi+O2 2 Si + 2NaOH + HSi + 2NaOH + H2 2O ONaNa2 2SiOSiO3 3 + 2H2 SiFSiF4 4 SiFSiF4 4 + 2H + 2H2 2 SiOSiO2 2