必修一第四章第一节_非金属及其化合物

1、第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角硅氧48.6%硅26.3%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.16%其他1.20%硅在地壳中含量第二，硅的氧化物及硅酸盐约占地壳质量的90%以上硅的存在与分布：没有游离态，只有化合态(因为它是亲氧元素）；自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。从原子结构认识硅硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子，所以硅的化学性质不活泼,主要形成四价化合物例如SiO2和H2SiO3。CSi碳是构成有机物的主要元素硅是构成岩石和许多矿物的主要元素从原子结构认识硅天然水晶天然玛瑙天然的 SiO2 硅石有

2、结晶形（石英晶体）无定形硅藻土水晶玛瑙一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（ SiO2 ）(1)存在 （2） 二氧化硅的用途：石英制品现代通信用光缆光学纤维胃镜用光导纤维做无开刀手术光导纤维手术头灯思考与交流根据SiO2的存在和应用，分析：SiO2有哪些物理性质？物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水(一)、SiO2的化学性质（很不活泼）高温1. 具有酸性氧化物的通性SiO2 CaO =CaSiO3与强碱反应生成盐和水 SiO2 2NaOH =Na2SiO3 H2O 硅酸钠与碱性氧化物反应生成盐（有粘性）实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？ NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成

3、Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。想一想2、特性：只能与酸中的氢氟酸HF反应SiO2 4HF =SiF42H2O此反应常用于雕刻玻璃1、SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应, SiO2是不是两性氧化物 ？ 想一想2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。?SiO2 + 2CSiO2 + 2Mg高温高温3、在高温下能与还原剂反应Si + 2COSi+ 2MgO可利用这个反应制粗硅思考：在这两个反应中二氧 化硅作什么作用？ 二氧化碳 CO2二氧化硅 SiO2 状 态 气 态 固

4、 态熔沸点很低熔点高，硬度大水 溶 性 微溶于水不溶于水化学性质与水反应与碱反应与碱性氧化物反应与 酸 用 途人工降雨，灭火,饮料等P75, 图45CO2 + H2O = H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不 能SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 能与氢氟酸反应SiO2 CaO =CaSiO3 高温CO2H2OH2CO3 但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3 思考：SiO2不能直接和水化合成H2SiO3，那怎样制备H2SiO3呢？ (二)、 硅酸（H2SiO3） H2SiO3是SiO2的对应水化物，一种很弱

5、的酸(酸性比H2CO3还弱)，一种不溶于水的白色固体。（1）制法由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与酸反应制得的。实验4-1现象结论化学方程式滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生 a. Na2SiO3溶液呈碱性， b. 可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，c. 先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d. 静置则形成硅酸沉淀。Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3SiO32- + 2H+ = H2SiO3离子方程式：（2）硅酸化学性质 与强碱发生中和反应 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2

6、O 不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解 用H2CO3也可制得H2SiO3 ，可证明H2SiO3 的酸性比H2CO3弱。SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3 Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3H2SiO3 = H2O + SiO22要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是 A. 纯碱溶液 B. 盐酸 C. 硫酸 D. 苛性钠溶液3下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是 ASiO2 +2C=Si+2CO BSiO2 +2NaOH=Na2SiO3+H2O CSiO2 +4HF=SiF4+2H2O DSiO2 +C

7、aCO3=CaSiO3+CO24下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是A. 烧碱溶液 B. 浓硫酸 C. HF氢氟酸 D. 碳酸钠溶液BBC1. 将过量的CO2分别通入： CaCl2溶液； Na2SiO3溶液； Ca(OH)2溶液； 饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是 ( ) A B C DB二、硅酸盐结构复杂，一般不溶于水。2.硅酸钠（Na2SiO3), 其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。1.是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。3.硅酸盐的化学性质（1）有很强的热稳定性，能耐高温。（2）硅酸盐易于酸反应 Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3

8、+ H2SiO3Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 实验4-2（硅酸钠的耐热性）放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后不易燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火制备木材防火剂的原料4、硅酸盐组成表示顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物 SiO2 H2O，化合价低的金属氧化物放在前面。（1）保持原有各元素化合价不变，按顺序写出各种元素的氧化物如：硅酸钠（Na2SiO3)Na2O SiO2 镁橄榄石（Mg2SiO4）2MgO SiO2（）除氧元素外，其他元素的原子个数比符合原来的组成，配置出现分数时应化为整数。钙沸石Ca(Al2Si3O1

9、0) 3H2OCaO Al2O3 3SiO23H2O无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃陶瓷：原料黏土玻璃：原料纯碱、石灰石和石英；水泥：原料黏土和石灰石；加适量石膏；5.用途陶瓷日用器皿、建筑饰材、卫生洁具玻璃普通玻璃: 以纯碱 、石灰石和石英 为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。 (Na2CO3)（SiO2 ）水泥以黏土和石灰石为主要原料具有特殊功能的含硅物质1.碳化硅（SiC俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。2. 硅 钢 高导磁性 用作变压器铁芯4.分子筛吸附剂、催化剂 具有均匀微孔结构的铝硅酸盐3.硅橡胶良好的弹性新型无机非金属材料：新型陶瓷高温结构

10、陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等科学视野生物陶瓷人造骨三、硅单质 1.物理性质：（1）存在：硅有晶体硅和无定形硅两种（自然界中没有游离态的硅）。（2）有金属光泽的灰黑色固体，结构类似于金刚石，熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。（3）导电性介于导体和绝缘体之间。2、化学性质-形成共价化合物，化学性质不活泼(1)常温下，不能与强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸和烧碱等物质反应。Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4 +2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2(2)加热条件下，能跟一些非金属单质起反应Si+O2=SiO2 Si+2H2=SiH4高温3、制法SiO2

11、+ 2C = Si + 2CO（制取粗硅）高温5.用途晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）一、选择题（每小题有12个选项符合题意）1下列说法中正确的是（）。ASiO2是酸性氧化物，不溶于任何酸B水玻璃在空气中存放易变质C高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸比碳酸酸性强D在硅酸钠溶液中加入氯化铵溶液产生沉淀BD2下列物质中，不跟烧碱溶液反应的是（ ）A.二氧化硅 B.二氧化碳 C. 硅 D石墨3常温下，能跟硅反应的物质是（）。A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.浓硝酸 D.氢氟酸4下列含氧酸的酸酐中，不能由单质和氧气直接反应得到的是（）。A.H2SO4 B.H2CO3 C.H2SiO3 D.H2SO3