[化学新人教版]必修1第4章第1节第1课时二氧化硅和硅酸课件

1、长沙市雅礼中学化学组 地壳中含量最多的元素是地壳中含量最多的元素是 _,其次是其次是_;空气中含量最多的元素是空气中含量最多的元素是_,其次是其次是_。人体。人体生理必需的食用盐是生理必需的食用盐是_。人类活动所产生的影响。人类活动所产生的影响大气质量的气态物质大气质量的气态物质SO2、CO、NO2等属于等属于_类别。类别。 非金属和金属一样非金属和金属一样,与人类的关系十分密切与人类的关系十分密切.你知道吗你知道吗?人工制造出来的单质硅（晶体硅）人工制造出来的单质硅（晶体硅） 第一节第一节 硅硅1 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅第一课时第一课时 二氧化硅和硅酸二氧化硅和硅酸氧氧

2、 48.6%硅硅26.3%铝铝铁铁存在：没有游存在：没有游离态，只有化离态，只有化合态。合态。分布：自然界分布：自然界中分布广泛，中分布广泛，在地壳中居第在地壳中居第二位，仅次于二位，仅次于氧。是构成矿氧。是构成矿物和岩石的物和岩石的基本元素。基本元素。硅的存在硅的化合物构成了地壳中大部分硅的化合物构成了地壳中大部分的岩石的岩石、沙子和土壤沙子和土壤,约占地壳质约占地壳质量的量的90%以上以上.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分析：分析： 既不易失电子，又不易得电子，主要形成正四既不易失电子，又不易得电子，主要形成正四价的化合物。价的化合物。硅元素硅元素 问题与思考：问题与

3、思考：常温下，单质碳、硅的化学性质都不活常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？而硅却没有，说明了什么？硅是一种亲氧元素！一、二氧化硅、硅酸1、二氧化硅(SiO2)(1) 存在形态地球上存在的天然二氧化硅统称为硅石。硅石(12%)结晶形：石英无定形：硅藻土水晶(无色透明)玛瑙(有彩色环带状或层状)水晶玛瑙硅藻土沙子沙子石英晶体是结晶的二氧化硅，石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶。水晶水晶石英具有彩色环状或层状的称为玛瑙。1、二氧化硅、二氧化硅(2).结构结构SiO二氧化硅晶

4、体结构二氧化硅晶体结构基本结构单元基本结构单元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原子周围原子周围结合结合 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原子原子按按 的比例组成的比例组成 的晶体。的晶体。四面体四面体421：2立体网状立体网状用用SiOSiO2 2来表示二氧化硅的组成来表示二氧化硅的组成, ,表示表示O O与与SiSi的原子个数比的原子个数比, ,不是分子式是化学式，晶体中不存在单个不是分子式是化学式，晶体中不存在单个SiOSiO2 2分子。分子。1、二氧化硅、二氧化硅（3）.应用应用SiO2的网状结构决定它具的网状结构

5、决定它具有优良的物理化学性能，加上有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用着在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用着水晶制品水晶制品玛瑙制品玛瑙制品饰饰品品玛瑙玛瑙二氧化硅的用途二氧化硅的用途光学纤维胃镜光学纤维胃镜玻 璃陶 瓷1、二氧化硅、二氧化硅（4）.物理性质：物理性质： 根根据据SiOSiO2 2的存在和应用，请你分析以下问题：的存在和应用，请你分析以下问题：SiOSiO2 2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？具有哪些物理性质？化学稳定性如何？思考与交流思考与交流硬度大，熔沸点高，不溶于水硬度大，熔沸点高，不溶于水物理性质物理性质

6、(SiO2 CO2 的比较的比较 )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（5）.化学性质：化学性质： 很稳定很稳定【 讨论讨论 】为为什么实验室中盛放什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？璃塞？( (玻璃中含有玻璃中含有SiOSiO2 2) )1、二氧化硅、二氧化硅（5）.化学性质：化学性质： = 是酸性氧化物是酸性氧化物不能与水反应不能与水反应注意：保存碱性试剂只能用注意：保存碱性试剂只能用橡皮橡皮塞，酸性试

7、剂用塞，酸性试剂用玻璃玻璃塞塞俗称水玻璃，俗称水玻璃，我是粘结剂我是粘结剂哦哦1、二氧化硅、二氧化硅（5）.化学性质：化学性质： 弱氧化性弱氧化性SiOSiO2 2+2C = Si+2CO+2C = Si+2CO（制取粗（制取粗硅）硅）高温高温氧化剂和还原剂的物质的量之比？氧化剂和还原剂的物质的量之比？与碳酸盐反应制玻璃与碳酸盐反应制玻璃玻璃成分要是玻璃成分要是NaNa2 2SiOSiO3 3 、CaSiOCaSiO3 3 、SiOSiO2 2无固定熔点无固定熔点SiO2+Na2CO3=CO2 +Na2SiO3高温高温SiO2+CaCO3=CO2 +CaSiO3高温高温1、二氧化硅、二氧化硅（

8、5）.化学性质：化学性质： 与酸只与与酸只与HF反应（特性）反应（特性）SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O此反应可用于此反应可用于工艺上雕刻玻工艺上雕刻玻璃，保存氢氟璃，保存氢氟酸只能用塑料酸只能用塑料瓶瓶二氧化硅既能与氢氧化钠反应又能与二氧化硅既能与氢氧化钠反应又能与氢氟酸反应，能否说二氧化硅是两性氢氟酸反应，能否说二氧化硅是两性两性氧化物？两性氧化物？ 想一想想一想这些漂亮玻璃杯图案是怎么雕刻上去的呢？玻璃雕刻步骤1在玻璃表面涂上一层石蜡玻璃雕刻步骤2在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸玻璃雕刻步骤3洗掉酸并去掉石蜡物物 质质二氧化硅二氧化硅(SiO2)二氧化碳二氧化碳

9、(CO2)与水反应与水反应-与酸反应与酸反应-与碱反应与碱反应与碱性氧与碱性氧化物化物反应反应与碳反应与碳反应SiO2与与CO2化学性质的比较化学性质的比较 CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+4HF=SiF4 +2H2OSiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O特殊性：特殊性：二氧化硅是二氧化硅是不溶于水的酸性氧化不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应物，能与氢氟酸反应 SiO2+ CaO=CaSiO3高温高温SiO2+2C=Si+2CO 高温高温C+CO2=2CO高温高温2、硅酸硅酸（1 1）. .硅酸的制备硅酸的制备方案方案

10、1：利用：利用SiO2与水反应制取与水反应制取方案方案2：强酸制弱酸：强酸制弱酸提示提示：酸性：酸性：HCIH2CO3H2SiO3发散思维：硅和碳同一主族，都为发散思维：硅和碳同一主族，都为+4价，碳价，碳酸制取与硅酸制取应有一定相似之处酸制取与硅酸制取应有一定相似之处 Na2SiO3溶液溶液呈呈 性，性，硅酸硅酸是一种是一种 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变加稀盐酸后溶液变为无色为无色,有有 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： ； Na Na2SiOSiO3溶液与溶液

11、与COCO2反应的化学方程式：反应的化学方程式： ；红红碱碱白色的胶状沉淀生成白色的胶状沉淀生成Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaCl不溶于水的白不溶于水的白色固体色固体二、硅酸二、硅酸（1 1）. .硅酸的制备硅酸的制备2、硅酸硅酸（2 2）性质）性质物理性质物理性质白色的不溶于水的固体白色的不溶于水的固体化学性质化学性质极弱酸性，比碳酸还弱，不能使指示剂变色极弱酸性，比碳酸还弱，不能使指示剂变色不稳定性不稳定性 H2SiO3 SiO2 +H2O2、硅、硅酸酸（3）、用途 硅胶是有多个单分子硅酸在水硅胶是有多个单分子硅酸

12、在水中逐渐聚合而成的硅酸凝胶，经充中逐渐聚合而成的硅酸凝胶，经充分洗涤、干燥、脱水后形成的多孔分洗涤、干燥、脱水后形成的多孔状固体，对水等极性物质都有极强状固体，对水等极性物质都有极强的吸附作用，常用作食品和药品的的吸附作用，常用作食品和药品的干燥剂，也可做吸附剂以及催化剂干燥剂，也可做吸附剂以及催化剂。 干燥硅胶干燥硅胶 湿硅胶湿硅胶 1、 CO2通入下例各溶液中，不可通入下例各溶液中，不可能产生沉淀的是（能产生沉淀的是（ ）A、氯化钙溶液、氯化钙溶液 B、石灰水、石灰水C、饱和碳酸钠溶液、饱和碳酸钠溶液 D、硅酸钠溶液、硅酸钠溶液 A练习：练习：试剂试剂二氧化硅二氧化硅氢氧化钠溶液氢氧化钠

13、溶液氢氟酸氢氟酸浓硫酸浓硫酸 试剂瓶试剂瓶细口磨口塞细口磨口塞广口瓶广口瓶细口塑料瓶细口塑料瓶细口橡皮塞细口橡皮塞 2 2、 实验室有五种试剂，根据它们各实验室有五种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。进行连线。3、铝土矿是工业上冶炼铝的原料，其主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2.试设计实验从铝土矿中提取纯净的Al2O3温馨提示：根据Al2O3的两性可以有两条途径-酸溶或碱溶祝同学们马到成功二氧化硅用来制光导纤维二氧化硅用来制光导纤维 光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是二氧化硅。号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、测量等，光纤通光导纤维主要用于通讯、传感、测量等，光纤通讯的优