化学必修一第四章_第一节_无机非金属材料的主角—硅

1、无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅 （第（第1课时）课时）画出碳和硅的原子结构示意图画出碳和硅的原子结构示意图. .在物质的在物质的“树状分类法树状分类法” 中中CO2属于属于 氧化物，氧化物，以以CO2为例用化学方程式表示该类物质的化学性质为例用化学方程式表示该类物质的化学性质:(1) . (2) .(3) 。 温故温故知新知新 +62 4C+14 2 8 4Si酸性酸性CO2 H2OH2CO3CO2 CaOCaCO3CO2 2NaOHNa2CO3+H2O 地壳中含量最多的前两种元素是地壳中含量最多的前两种元素是和和，它们构成了地壳的基本骨架。硅在地，它们构成了地壳的基本骨架。硅在

2、地壳中的含量为壳中的含量为。硅的。硅的及及构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的壤，约占地壳质量的以上。以上。 【获取新知【获取新知】 硅是一种亲硅是一种亲 元素，主要以熔点很高元素，主要以熔点很高的的 的形式存在。而碳在地壳中的形式存在。而碳在地壳中主要形成主要形成 等矿物。等矿物。SiO26.3%氧化物氧化物硅酸盐硅酸盐90%氧氧氧化物、硅酸盐氧化物、硅酸盐石灰岩、碳酸盐石灰岩、碳酸盐阅读教材阅读教材P74P747575，一、一、 二氧化硅二氧化硅 (SiO2) )1. 1. SiO2存在存在(1)地球上存在的二氧化硅叫地球上存在的二氧化硅叫

3、 ，约占地壳总，约占地壳总质量的质量的 ；其存在形态有；其存在形态有 和和 两大类。两大类。12%硅石硅石结晶形结晶形无定形无定形沙子沙子水水 晶晶玛玛 瑙瑙2. SiO2结构结构(2)石英晶体是结晶的石英晶体是结晶的 ，石英中，石英中无色无色 透明的晶体叫透明的晶体叫 ，具有彩色，具有彩色环带状或层状的称为环带状或层状的称为 ，沙子中含，沙子中含有小粒的有小粒的 晶体。晶体。水水 晶晶玛玛 瑙瑙石英石英二氧化硅二氧化硅18010928Sio立体网状结构决定了立体网状结构决定了SiOSiO2 2具有优良的性质具有优良的性质 SiO2晶体的基本结构单元呈晶体的基本结构单元呈 形，每个形，每个Si

4、原子原子周围结合周围结合 个个O，每个，每个O原子跟原子跟 个个Si相结合，相结合，Si与与O原子按原子按 的比例组成的比例组成 结构的晶体。结构的晶体。四面体四面体421：2立体网状立体网状基本结构单元基本结构单元3.3.物理性质：物理性质：SiO2 溶于水，溶于水， 熔点熔点 ，硬度，硬度 。 4.4.化学性质化学性质(1)不活泼性：不活泼性： 常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之反应的酸，化学方程式：反应的酸，化学方程式： 玻璃中含玻璃中含SiO2，所以可以用，所以可以用 来雕刻玻璃，来雕刻玻璃，氢氟酸不能用氢氟酸不能用 瓶盛装瓶盛装,可用可用

5、 盛装。盛装。 不不很高很高很大很大氢氟酸氢氟酸SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O雕花玻璃3.3.物理性质：物理性质：SiO2 溶于水，溶于水， 熔点熔点 ，硬度，硬度 。 4.4.化学性质化学性质(1)不活泼性：不活泼性： 常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之反应的酸，化学方程式：反应的酸，化学方程式： 玻璃中含玻璃中含SiO2，所以可以用，所以可以用 来雕刻玻璃，来雕刻玻璃，氢氟酸不能用氢氟酸不能用 瓶盛装瓶盛装,可用可用 盛装。盛装。 不不很高很高很大很大氢氟酸氢氟酸玻璃玻璃SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O塑料瓶塑料瓶

6、(2)具有具有 性氧化物的通性：性氧化物的通性：与烧碱溶液反应：与烧碱溶液反应： 与生石灰反应：与生石灰反应：(3)弱氧化性：弱氧化性：酸酸SiO2+2NaOH = Na2SiO3+ H2OSiO2 + CaO = CaSiO3高温高温 制粗硅：制粗硅： SiO2+2C Si+2CO高温高温可溶与水，水溶液可溶与水，水溶液俗称俗称“水玻璃水玻璃”二氧化硅和二氧化碳结构性质比较二氧化硅和二氧化碳结构性质比较物质物质SiO2CO2熔点、沸点、熔点、沸点、硬度、状态硬度、状态 与水与水与氢氟酸与氢氟酸与碱溶液与碱溶液与碱性氧化与碱性氧化物物 小结小结比较比较 CO2 H2OH2CO3不反应不反应CO

7、2 CaOCaCO3CO2 2NaOH Na2CO3+H2OSiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2 CaO = CaSiO3高温高温4HF+SiO2=SiF4+2H2O不反应不反应很高、大、固态很高、大、固态 低、小、气态低、小、气态思考：思考：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞胶塞而不用玻璃塞因为碱液会跟玻璃塞中的因为碱液会跟玻璃塞中的SiOSiO2 2反应，生反应，生成的成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。一起。5.5.用途用途(2)(2) 和和 制作饰物和工艺品。制作饰物和工艺品。(1)(1

8、)沙子是基本的沙子是基本的 材料。材料。(3)(3) 是现代光学和光纤制品的是现代光学和光纤制品的基本原料。基本原料。水水 晶晶玛玛 瑙瑙建筑建筑二氧化硅二氧化硅二、硅酸二、硅酸 二氧化硅因其二氧化硅因其不溶不溶于水也于水也不不与水反应，所以一般与水反应，所以一般不能不能直接用直接用SiO2制备硅酸。制备硅酸。 1.1.硅酸的制备硅酸的制备能不能用碳酸来制备硅酸呢？能不能用碳酸来制备硅酸呢？ Na2SiO3溶液溶液呈呈 性，可溶性，可溶性的硅酸盐与性的硅酸盐与 反应反应可以制得硅酸。可以制得硅酸。 滴加酚酞试液后滴加酚酞试液后溶液呈溶液呈 色色,滴滴加稀盐酸后溶液颜加稀盐酸后溶液颜色变浅色变浅

9、,有有 生成。生成。结论结论实验现象实验现象实验操作实验操作NaNa2SiOSiO3溶液与盐酸和反应的化学方程式：溶液与盐酸和反应的化学方程式： ； 实验探究实验探究红红 胶冻状胶冻状物质物质碱碱比它强的酸比它强的酸NaNa2SiOSiO3溶液与溶液与COCO2反应的化学方程式：反应的化学方程式： ；2.2.硅酸的性质硅酸的性质(2)是一种很弱的酸是一种很弱的酸,酸性酸性:H2SiO3 H2CO3 (填填“”“”“”) 。(3)不稳定（比不稳定（比H2CO3稳定）受热易分解：稳定）受热易分解： (1)硅酸在水中的溶解度硅酸在水中的溶解度 。 很小很小H2SiO3=SiO2H2O 硅酸浓度较大时

10、则形成硅酸浓度较大时则形成 ； 硅酸凝胶干燥脱水硅酸凝胶干燥脱水硅酸干凝胶硅酸干凝胶，又称为，又称为 ，吸附水分能力强，常用作吸附水分能力强，常用作 ，也用作，也用作 的的载体。载体。 硅胶硅胶硅酸凝胶硅酸凝胶干燥剂干燥剂催化剂催化剂3.3.硅酸的用途硅酸的用途小结小结 一、氧化硅（一、氧化硅（SiO2） 1、存在、存在 2、结构、结构 3、物理性质、物理性质 4、化学性质、化学性质 5、用途、用途 二、硅酸（二、硅酸（H2SO3） 1、硅酸的制备、硅酸的制备 2、硅酸的性质、硅酸的性质 3、硅酸的用途、硅酸的用途3.下列物质中能与下列物质中能与SiO2起化学反应的是（起化学反应的是（ ） 浓

11、浓H2SO4 H2O 盐酸盐酸 HF KOH溶液溶液 氧化钙氧化钙A. B. C. D.2.下列溶液中，能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是下列溶液中，能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是( ) A.浓浓H2SO4 B.硅酸钠溶液硅酸钠溶液 C.氢氟酸氢氟酸 D.苛性钾溶液苛性钾溶液1.下列物质中下列物质中,主要成分不是主要成分不是SiO2的是（的是（ ） A.石灰石石灰石 B.玛瑙玛瑙 C.水晶水晶 D.石英石英 测试测试反馈反馈 ： A A C 6、CO2通入下列各溶液中，不会产生难溶物的是（通入下列各溶液中，不会产生难溶物的是（ ） A、水玻璃、水玻璃 B、石灰水、石灰水 C、饱和、饱和Na2C

12、O3 D、CaCl2 5.在无色的强酸性溶液中，能大量共存的是在无色的强酸性溶液中，能大量共存的是( )A.Na+、Al3+、NO3、ClB.K+、Na+、Cl、SiO32C.Fe2+、K+、SO42、ClD.Na+、HCO3、K+、NO3 AD4.要除去要除去SiO2中混有的少量中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是（杂质，最适宜的试剂是（ ） A.纯碱溶液纯碱溶液 B.盐酸盐酸 C.硫酸硫酸 D.苛性钠溶液苛性钠溶液B 7、A是一种天然透明晶体，是一种天然透明晶体，B是一种常见的是一种常见的无色无味的气体，可使澄清石灰水变浑浊。无色无味的气体，可使澄清石灰水变浑浊。A虽虽不能溶于强酸，但却能溶于氢氟酸，并生成气体不能溶于强酸，但却能溶于氢氟酸，并生成气体C，A和烧碱溶液反应生成和烧碱溶液反应生成D的水溶液，的水溶液，当气体当气体B通入通入D的水溶液中，能生成白色胶状沉的水溶液中，能生成白色胶状沉淀淀E，E加热后重新生成加热后重新生成A。（1）写出化学式）写出化学式 A 、B 、C 、 D 、E 。（2）写出有关反应的化学方程式。