高一化学必修1课件：41 硅1

1、硅的化合物约占地壳质量的硅的化合物约占地壳质量的90%现象现象:白色粉末，加水结白色粉末，加水结块变成晶体；放热块变成晶体；放热振荡时间长时可溶解振荡时间长时可溶解固体量减少固体量减少 最外层最外层4个电子，既不易失去也不易个电子，既不易失去也不易得到电子，主要通过得到电子，主要通过共用电子对共用电子对形形成四价的化合物。成四价的化合物。原子结构原子结构在自然界中有大量游离态的碳，但却在自然界中有大量游离态的碳，但却没有游离态的硅，为什么？没有游离态的硅，为什么？硅是一种亲氧元素！硅是一种亲氧元素！ 在自然界中它总是与氧相互化合，在自然界中它总是与氧相互化合，主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐主要

2、以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。的形式存在。硅的广泛存在硅的广泛存在1 1、二氧化硅（、二氧化硅（ SiOSiO2 2 ）1 1）存在形式）存在形式天天然然的的 SiOSiO2 2 硅硅石石结晶形（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紫水晶紫水晶玛瑙玛瑙 石石 英英 制制 品品硅藻土，是被称之为硅藻的单细胞植物死亡后经过1至2万年左右的堆积期，形成的一种化石性的硅藻堆积土矿床。 天然硅藻土的主要成分是SiO2，优质者色白，SiO2含量常超过70。单体硅藻无色透明，硅藻土的颜色取决于粘土矿物及有机质等，不同矿源硅藻上的成分不同。 正四面体正四面体 空间网状结

3、构空间网状结构 硅氧比例：硅氧比例：1：2 没有没有SiO2 分子存在分子存在 只存在硅氧只存在硅氧原子原子2）SiO2的四面体结构 物理性质：物理性质： 熔点高，硬度大，不溶于水熔点高，硬度大，不溶于水化学稳定性：化学稳定性： 稳定性好，除氢氟酸外一般不与稳定性好，除氢氟酸外一般不与其它酸反应，可与强碱反应，属酸性其它酸反应，可与强碱反应，属酸性氧化物氧化物3）性质）性质 SiO22NaOHNa2SiO3H2O化学性质化学性质酸性氧化物酸性氧化物、与碱反应、与碱反应、与碱性氧化物反应、与碱性氧化物反应SiO2CaO CaSiO3高温高温 特性特性 SiOSiO2 2+ 4HF =SiF+ 4

4、HF =SiF4 4+2H+2H2 2O O注意注意：玻璃中含有：玻璃中含有SiOSiO2 2，所以可以用，所以可以用HFHF来刻蚀玻璃。来刻蚀玻璃。 实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用溶液的试剂瓶用橡皮塞橡皮塞而而不用玻璃塞，你知道为什不用玻璃塞，你知道为什么吗？么吗？ 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2与与NaOH溶液反应溶液反应生成粘稠的生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘，使瓶塞和瓶口粘在一起在一起4）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玛瑙饰物玛瑙饰物水晶头盖骨水晶头盖骨石英钟表（耐磨）石英钟表（耐磨）比色皿（透光率高）比色皿（透光率高）石英坩埚（耐高温）石

5、英坩埚（耐高温）2、硅酸、硅酸 实验实验4 411：在试管中加入：在试管中加入1ml1ml饱和饱和NaNa2 2SiOSiO3 3溶液，再滴入溶液，再滴入1 12 2滴酚酞溶液，滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失边振荡，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时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象。其现象。 现象：红色褪去，并有软而透明的胶冻状的凝胶生成 结论：Na2SiO3溶液呈碱性，H2SiO3是一种胶体，浓度增大聚集成凝胶。 实验室制取方法（强酸制弱酸）：实验室制取方法（强酸制弱酸）：NaNa2 2

6、SiOSiO3 3 + 2HCl= H+ 2HCl= H2 2SiOSiO3 3 + 2NaCl + 2NaCl H H2 2SiOSiO3 3分子大小在胶体范围，逐渐聚分子大小在胶体范围，逐渐聚合而形成硅酸溶胶（能流动），当硅酸合而形成硅酸溶胶（能流动），当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不能流动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形能流动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶。成硅胶。硅胶的用途：硅胶的用途：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。（2）性质）性质弱酸（酸性比碳酸弱），溶解度很小弱酸（酸性比碳酸弱）

7、，溶解度很小思考思考：如何通过实验证明硅酸酸性：如何通过实验证明硅酸酸性比碳酸弱？（用化学方程式表示）比碳酸弱？（用化学方程式表示）Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO31 1、下列叙述中，正确的是（、下列叙述中，正确的是（ ）A A、自然界中存在大量单质硅、自然界中存在大量单质硅B B、石英、水晶、硅石的主要成分都是、石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅二氧化硅C C、二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸、二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸、碱发生化学反应碱发生化学反应D D、自然界中二氧化硅都存在于石英矿、自然界中二氧化硅都存在于石英矿中中B2 2、要除去、要除去SiOSiO2

8、 2中的中的CaOCaO杂质，最适宜的杂质，最适宜的试剂是（试剂是（ ）A A、纯碱溶液、纯碱溶液 B B、硫酸、硫酸 C C、盐酸、盐酸 D D、烧碱溶液、烧碱溶液C硅酸盐的结构很复杂，一般都不溶于水。硅酸盐的结构很复杂，一般都不溶于水。 1、 硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3）溶于水，其水溶液溶于水，其水溶液 俗称为水玻璃，可俗称为水玻璃，可制备硅胶、木材防火剂等制备硅胶、木材防火剂等结构复杂结构复杂, ,一般不溶于水一般不溶于水, ,化学性质很稳定化学性质很稳定。实验实验4-2放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结论结论当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后燃烧当水分蒸

9、发后不易燃当水分蒸发后不易燃用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火2 2、硅酸盐组成表示、硅酸盐组成表示硅酸钠（硅酸钠（NaNa2 2SiOSiO3 3) ) 镁橄榄石（镁橄榄石（MgMg2 2SiOSiO4 4）钙沸石钙沸石Ca(AlCa(Al2 2SiSi3 3O O1010)3H)3H2 2O O活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化较活泼金属氧化物物SiOSiO2 2HH2 2O ONaNa2 2O SiOO SiO2 22MgO SiO2MgO SiO2 2CaO AlCaO Al2 2O O3 3 3SiO 3SiO2 23H3H2 2O O 镁橄榄石

10、：镁橄榄石：Mg2SiO4： 2MgO SiO2用用SiO2和金属氧化物的形式和金属氧化物的形式要领要领：两边原子个数守恒：两边原子个数守恒从左到右：金属氧化物、二氧化从左到右：金属氧化物、二氧化硅、水硅、水金属氧化物顺序金属氧化物顺序：K、Na、Ca、Mg、Al拆分原则拆分原则无机非无机非金属材金属材料料硅酸硅酸盐盐产产品品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷：原料：原料黏土黏土玻璃玻璃：原料：原料纯碱、石灰石和石英；纯碱、石灰石和石英；水泥水泥：原料：原料黏土和石灰石；黏土和石灰石； 加适量石膏；加适量石膏；硅硅 酸酸 盐盐 产产 品品碳化硅碳化硅( (金刚砂金刚砂,SiC),SiC)：硬度大

11、：硬度大硅钢硅钢：高导磁性：高导磁性硅橡胶硅橡胶：良好的弹性：良好的弹性分子筛分子筛：吸附剂、催化剂：吸附剂、催化剂新型无机非金属材料：新型无机非金属材料：新型陶瓷新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等生生物物陶陶瓷瓷用高温结构陶瓷做的发动机叶片用高温结构陶瓷做的发动机叶片三、硅单质三、硅单质1 1、存在、存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。：硅有晶体硅和无定形硅两种。2 2、物理性质、物理性质：晶体硅的结构类似于金刚石，：晶体硅的结构类似于金刚石，熔点熔点(1410)(1410)和沸点都很高，硬度大。和沸点都很高，硬度大。3 3、化学性质、化学性质：常温下硅单质的化学性质不：常温下硅单质的化学性质不活泼活泼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。Si + OSi + O2 2 = SiO = SiO2 24 4、制法、制法SiO2 + 2C =