无机非金属材料的主角---硅

1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节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）无机非金属材料无机非金属材料主角主角 无机物（目前我们所学）无机物（目前我们所学） 有机物（必修有机物（必修2中学习）中学习）化合物化合物硅硅 亲亲氧、氧、氟氟元元素素第第AA族的二兄弟碳和硅族的二兄弟碳和硅豪门二杰豪门二杰碳元素碳元素硅元素硅元素形成了无数种构成人类和其它形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物，地球生物等的有机物，“统治统治了有机界了有机界”。煤、石油等有机化产品和材料煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石是现代化的基石地壳质量的约地壳质量的约

2、90%，构成了地，构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤，壳大部分岩石、沙子和土壤， “统治了地壳统治了地壳”硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异水泥等使人类生活日新月异本节学习思路本节学习思路硅单质硅单质-二氧化硅二氧化硅-硅酸硅酸-硅酸盐硅酸盐 Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3硅单质硅单质-Si单质硅单质硅单晶硅单晶硅无定形硅无定形硅物理性质：熔点高、硬度大、有脆性、化学性质不物理性质：熔点高、硬度大、有脆性、化学性质不活泼活泼硅硅单单质质-优优良良半半导导体体材材料料硅芯片的应用硅芯片的应用-信息技术的革命！信息技术的革命！阅读课本阅读课本P74

3、-75面面1、SiO2在自然界的存在形式有哪些？在自然界的存在形式有哪些？2、硅石、石英、水晶、玛瑙之间的关系？、硅石、石英、水晶、玛瑙之间的关系？3、生活中哪些物质中含有、生活中哪些物质中含有SiO2？石英、水晶、玛瑙、光纤、沙石石英、水晶、玛瑙、光纤、沙石结晶形、无定形结晶形、无定形硅石硅石结晶形（石英）结晶形（石英）无定形无定形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玛瑙硅的氧化物硅的氧化物-SiO2SiO2在自然界的存在自然界的存在、应用！在、应用！考眼力考眼力1：硬度：天然水晶硬度：天然水晶硬度大硬度大，用碎石在饰品上，用碎石在饰品上 轻轻划一下轻轻划一下180109

4、28SiOSiO2结构结构立体网状结构立体网状结构一、二氧化硅一、二氧化硅1、二氧化硅（二氧化硅（SiO2）SiO2的化学性质活泼吗？为什么？的化学性质活泼吗？为什么？（2）二氧化硅的化学性质）二氧化硅的化学性质（与二氧化碳比较）（与二氧化碳比较）二氧化碳二氧化碳CO2二氧化硅二氧化硅SiO2物质分类物质分类与水反应与水反应与碱反应与碱反应与碱性氧化与碱性氧化物反应物反应CO2 CaOCaCO3CaOSiO2 CaSiO3高温高温CO2 2NaOH Na2CO3+H2OSiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OCO2 H2OH2CO3不溶于水、不反应不溶于水、不反应均属于酸性氧化物均属于酸性

5、氧化物与酸反应与酸反应不反应不反应 SiO2+4HF=SiF4+2H2O（用于雕刻玻璃）（用于雕刻玻璃）（粘性）（粘性）只与强碱反应只与强碱反应SiO2的特殊性质（与的特殊性质（与HF反应）反应）与与HF（唯一与（唯一与SiO2反应的酸）反应：反应的酸）反应： SiO2+4HF=SiF4+2H2O应用：用于刻画玻璃应用：用于刻画玻璃碱性物质的存放碱性物质的存放想一想：可以有哪些办法制备碳酸想一想：可以有哪些办法制备碳酸(H2CO3) ？根据碳酸的制备方法，你推测可以如何制备硅根据碳酸的制备方法，你推测可以如何制备硅酸酸(H2SiO3) ？硅酸硅酸(H2SiO3)的制备的制备资料：硅酸是高中阶段

6、唯一一种难溶于水的弱资料：硅酸是高中阶段唯一一种难溶于水的弱酸，酸性比碳酸还弱！酸，酸性比碳酸还弱！方法方法1：SiO2+H2O ?方法方法2 ：Na2SiO3+HCl ?方法方法3 ：Na2SiO3+H2O+CO2 ?硅酸硅酸(H2SiO3)的制备的制备强酸制弱酸：强酸制弱酸：弱酸盐弱酸盐+强酸强酸=弱酸弱酸+强酸盐强酸盐实验实验4-1 现象现象 结论结论化学反应化学反应方程式方程式Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 （胶体）（胶体）Na2SiO3溶液显碱性溶液显碱性H2SiO3 是一种不溶性弱酸是一种不溶性弱酸在在Na2SiO3溶液中滴加酚酞，溶液中滴加酚酞，溶液变红。溶液

7、变红。逐滴滴加逐滴滴加HCl时，溶液红色变时，溶液红色变浅。有透明的浅。有透明的硅酸凝胶硅酸凝胶产生产生硅胶干燥剂！硅胶干燥剂！硅酸盐硅酸盐 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复称，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一般都不溶于水，化学性质很稳杂的化合物，一般都不溶于水，化学性质很稳定。定。 1、 最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液称为），其水溶液称为水玻璃，可用于：水玻璃，可用于：木材防火剂及黏胶剂等。木材防火剂及黏胶剂等。 实验实验4-2：Na2S

8、iO3作为防火剂作为防火剂 2、 几种硅酸盐产品几种硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥陶瓷、玻璃、水泥硅酸盐硅酸盐材料材料生产原料生产原料陶瓷陶瓷玻璃玻璃水泥水泥黏土黏土Na2CO3、CaCO3、SiO2黏土、石灰石、石膏（黏土、石灰石、石膏（CaSO4 xH2O）硅酸盐的应用硅酸盐的应用-玻璃、水泥、陶瓷玻璃、水泥、陶瓷工业制玻璃的原理（了解）：工业制玻璃的原理（了解）：工业上以纯碱、石灰石、工业上以纯碱、石灰石、SiO2为原料制备玻璃：为原料制备玻璃： Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高沸点酸酐制备低沸点酸酐！高沸点酸酐制备低沸点酸酐！玻璃

9、的主要成分：玻璃的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2用二氧化硅和金属氧化物的形式表示用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。其组成。NaNa2 2SiOSiO3 3NaNa2 2O OSiOSiO2 2高岭石高岭石AlAl2 2（SiSi2 2O O5 5）（）（OHOH）4 4AlAl2 2O O3 3 2SiO 2SiO2 22H2H2 2O Ol要领：要领：两边原子个数守恒两边原子个数守恒l格式：金属氧化物、二氧化硅、水格式：金属氧化物、二氧化硅、水l顺序：金属按活动顺序表排列顺序：金属按活动顺序表排列 K2O2Al2O36SiO22H2OK(Al2Si3O10)(OH)2

10、SiO2：硅酸盐：硅酸盐：硅酸：硅酸：单质单质Si： 硅芯片、太阳能电池硅芯片、太阳能电池石英、水晶、玛瑙、光纤、沙石石英、水晶、玛瑙、光纤、沙石玻璃、水泥、陶瓷玻璃、水泥、陶瓷硅胶干燥剂硅胶干燥剂1、赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种、赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的对玻璃进行刻蚀而制成的,这种物质是这种物质是( )A盐酸盐酸 B氢氟酸氢氟酸 C烧碱烧碱 D纯碱纯碱2、下列物质中，属于酸性氧化物但不溶于水的、下列物质中，属于酸性氧化物但不溶于水的是（是（ ）A CO2 B SiO2 C SO3 D Fe2O33、氨水是弱碱溶液，盛装氨水的试剂瓶能否用氨水是弱碱

11、溶液，盛装氨水的试剂瓶能否用玻璃塞？为什么？玻璃塞？为什么？BB能。能。 SiOSiO2 2只能与强碱反应只能与强碱反应 思考题思考题 下列说法错误的是（下列说法错误的是（ ） A . SiOA . SiO2 2 是二氧化硅的化学式是二氧化硅的化学式 B . SiOB . SiO2 2 晶体是由晶体是由SiSi和和O O按按1:21:2的比例的比例所组成的立体网状结构的晶体所组成的立体网状结构的晶体 C .SiOC .SiO4 4 四面体只存在于二氧化硅四面体只存在于二氧化硅晶体中晶体中D . D . 沙子里含无定形二氧化硅沙子里含无定形二氧化硅 E . E . 石英就是水晶石英就是水晶 F

12、. SiOF . SiO2 2 从古到今被人类广泛地应用从古到今被人类广泛地应用着，是因为着，是因为SiOSiO2 2 的立体网状结构和它的立体网状结构和它在自然界的广泛存在在自然界的广泛存在CDE 思考题思考题8 下列各项表述是否正确下列各项表述是否正确： （1）用氢氟酸刻蚀玻璃的化学方程式为：）用氢氟酸刻蚀玻璃的化学方程式为： SiOSiO2 2 + 4HF = + 4HF = SiFSiF4 4 + + 2H2H2 2O O （ ） （2）不能用玻璃容器盛装氢氟酸，是因为发生）不能用玻璃容器盛装氢氟酸，是因为发生反应：反应： SiOSiO2 2 +4HF = +4HF = SiFSiF4 4+ + 2H2H2 2O O （ ） （3 3）酸性氧化物）酸性氧化物SiOSiO2 2与与CaOCaO反应，其化学方程式反应，其化学方程式为：为： SiO