无机非金属材料主角---硅(第一课时)

1、 我们生存的地球、她坚硬的地壳是我们生存的地球、她坚硬的地壳是由什么构成的？由什么构成的？ 硅的化合物构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量的90%以上。第一节 无机非金属材料的主角硅1、 元素是无机非金属材料的主角。该元素在地壳中的含量居第 位,仅次于 。2、碳和硅的原子结构示意图分别是 、。碳在自然界中的存在形式有,而硅在自然界中主要以和的形式存在,原因是硅是一种元素。3、天然二氧化硅存在形式有和两大类,统称。 4、二氧化硅的Si与O按的比例组成的状原子晶体。5、石英、水晶和沙子以及光导纤维的主要成分都是。自主学习6、SiO2物理性质:溶于水,熔点,硬度。 7、SiO2化学性质

2、(1)与氢氟酸反应方程式: 。8、SiO2是 氧化物。（2）与生石灰反应的化学方程式: 。 （3）与烧碱溶液反应的化学方程式: 。 9、硅酸的性质:硅酸在水中的溶解度 ,酸性 H2CO3。 10、硅酸通过 和 制得。其用途 。自主学习C、Si 的原子结构示意图。的原子结构示意图。+14+6CSil 硅原子既硅原子既不易失去又不易得到电子不易失去又不易得到电子，主要形成，主要形成四价四价的化合物。的化合物。l 硅是一种硅是一种亲氧元素亲氧元素，在自然界中它总是与氧相，在自然界中它总是与氧相互化合的。互化合的。l 存在：没有游离态，存在：没有游离态，只有化合态只有化合态二氧化硅、二氧化硅、硅酸盐。

3、硅酸盐。结晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）无定形无定形硅藻土硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙一、一、 二氧化硅二氧化硅（ SiO2 ）1 1、存在、存在: :硅硅石石无色透明无色透明彩色环带或层状彩色环带或层状水晶水晶玛瑙SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。是自然界中沙子、石英的主要成分。结结晶的晶的二氧化硅二氧化硅叫石英叫石英；天然天然二氧化硅二氧化硅叫硅石叫硅石。石英石英水晶紫水晶紫水晶蔷薇石英蔷薇石英茶水晶茶水晶黄水晶黄水晶玛瑙玛瑙 根据根据SiO2的的存在，分析存在，分析 SiO2有哪些有哪些物理性质物理性质？与？与CO2的物理性质有何区别？的物理性质有何区别？（从水溶性、硬度、熔点考虑）

4、从水溶性、硬度、熔点考虑）2、二氧化硅的物理性质二氧化硅的物理性质 物质物质SiO2CO2状态（常温）状态（常温）气体气体熔点熔点-56.6 沸点沸点-78.5-78.5 溶解性溶解性1：1硬度硬度固体固体1610161022302230不溶不溶大大物理性质物理性质:_硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水 每每1个个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子，原子，Si在中心在中心,O在四个顶角。在四个顶角。 同时每同时每1个个O原子周围结合原子周围结合2个个Si原子相结合。原子相结合。 硅原子硅原子二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用，用SiO

5、2来表示来表示二氧化硅的组成二氧化硅的组成,表示表示O与与Si的原子个数比的原子个数比,不是分子式是化学式。不是分子式是化学式。SiOSiO4 4 四面体结构四面体结构立体网状结立体网状结构决定了构决定了SiOSiO2 2具有优具有优良的物理和良的物理和化学性质化学性质二氧化硅的结构二氧化硅的结构纯净的纯净的SiOSiO2 2: :是制造是制造光导纤维光导纤维的主要原料的主要原料石英：石英：耐高温化学耐高温化学仪器（坩埚）仪器（坩埚）、石英表、石英表、石英钟、石英钟水晶水晶：制光学仪器、高级工艺品：制光学仪器、高级工艺品玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品装饰品沙

6、子：是基本的建筑材料沙子：是基本的建筑材料3、二氧化硅的用途二氧化硅的用途SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O4、二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质1 1、具有、具有酸性氧化物酸性氧化物的通性的通性SiO2 CaO CaSiO3高温高温思考：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞用橡皮塞而不用玻璃塞? ?因为因为碱液会跟玻璃塞中的碱液会跟玻璃塞中的SiOSiO2 2反应，反应，生成的生成的硅酸盐会把硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。粘连在一起。SiO2 2OH= SiO32 H2O4、二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质试写出

7、SiO2与强碱溶液反应的化学方程式学中用学中用1、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ）A.石英坩埚石英坩埚 B.普通玻璃坩埚普通玻璃坩埚 C.铁坩埚铁坩埚 D.氧化铝坩埚氧化铝坩埚C解释：石英坩埚、玻璃解释：石英坩埚、玻璃坩埚中坩埚中均含有均含有SiOSiO2 2，在加，在加热的情况下会与热的情况下会与NaOHNaOH发生反应：发生反应：SiOSiO2 22NaOH 2NaOH NaNa2 2SiOSiO3 3H H2 2O O，因此应当选用铁坩埚。，因此应当选用铁坩埚。 4、二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质2 2、SiOSiO2 2的特殊性：的特殊性：

8、SiO2+4HF SiF4+2H2O 用途：刻蚀玻璃（制作玻璃工艺品）用途：刻蚀玻璃（制作玻璃工艺品）用氢氟酸用氢氟酸“刻刻”出的玻璃工艺品出的玻璃工艺品2 2、实验室能否用玻璃瓶盛装氢氟酸（、实验室能否用玻璃瓶盛装氢氟酸（HFHF）？）？为什么？为什么？ 实验室用实验室用塑料瓶塑料瓶来盛装来盛装HFHF。解释： 玻璃的成分中含有玻璃的成分中含有SiO2，SiO2能与能与HFHF反应反应二、硅酸二、硅酸( (H2SiO3 ) ) 硅酸是一种硅酸是一种白色粉末状白色粉末状的的固体固体，它，它不溶于水不溶于水；是一种；是一种弱酸弱酸，酸性比碳酸性比碳酸还弱，酸还弱，不能使指示剂变色。不能使指示剂变

9、色。 二、硅酸二、硅酸( (H2SiO3 ) )由于由于SiO2不溶于水，也不与水发生反应，不溶于水，也不与水发生反应，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的 在试管中加入在试管中加入35mL饱和饱和Na2SiO3溶液溶液，滴，滴入入12滴滴酚酞酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐稀盐酸酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象。停止。静置。仔细观察变化过程及其现象。P76实验实验4-1现象现象结论结论化学方程式化学方程式Na2SiO3+2HCl

10、 H2SiO3( (胶体胶体) )+2NaClNa2SiO3呈呈碱性；碱性； 硅酸难溶于水硅酸难溶于水 滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色滴入盐酸有滴入盐酸有白色凝胶白色凝胶产生产生生成的硅酸逐渐成的硅酸逐渐聚合形成聚合形成硅酸硅酸溶胶溶胶（能流动）（能流动），当当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶硅酸凝胶（不能流（不能流动）动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形成，硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶硅胶。(硅胶的硅胶的基本成份是二氧化硅基本成份是二氧化硅)硅胶硅胶的用途：的用途：干燥剂（吸水），干燥剂（吸水），吸附剂（多孔），吸附剂（多孔），催化剂的载体。催化剂的载体。 硅酸

11、是一种酸性比碳酸弱的酸，硅酸是一种酸性比碳酸弱的酸，那么我们如何那么我们如何设计一实验来证明呢？设计一实验来证明呢？实验探究实验探究实验：实验：将将COCO2 2通入通入NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中溶液中现象：现象：透明的硅酸凝胶生成透明的硅酸凝胶生成方程式：方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 + Na2CO3 结论：结论：硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱不稳定（比不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解稳定），受热易分解 H2SiO3 = H2O + SiO2弱酸性（酸性比碳酸弱）弱酸性（酸性比碳酸弱）1、硅酸的性质硅酸的性质 H2SiO3+2NaOH=2H2O +Na2SiO3H2SiO3的实验室制备方法的实验室制备方法 Na2SiO3+HCl=H2SiO3 + NaCl Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 + Na2CO3试写一写二者的离子方程式试写一写二者的离子方程式SiO32-+H+=H2SiO3 + Cl-SiO32-+H2O+CO2=H2SiO3 + CO32-原理:方程式： 强酸制弱酸课堂小结课堂小结本节主要内容：SiO2和H2SiO3的性质 记几个重要的化学方程式: SiO2+2NaOH= Na2SiO3+H2O SiO