江西省临川区第二中学学年高中化学 第四章 第一节 无机非金属材料的主角 硅课件 新人教

1、Al-7.73%O-48.60%Si-26.30%地壳中元素质量分数2021/8/8 星期日1第一节无机非金属材料的主角硅Si-26.30%2021/8/8 星期日22021/8/8 星期日3一、硅在自然界的存在：硅的氧化物硅酸盐约占地壳质量的90%硅在地壳中含量第二，是构成岩石与许多矿物的基本元素。硅是一种亲氧元素，无游离态，在自然界中它总是与氧相互化合的2021/8/8 星期日4石英2021/8/8 星期日5水晶大而透明棱柱状的石英叫水晶。因含有微量杂质的水晶会带有不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等2021/8/8 星期日6玛瑙具有彩色环带状或层状的石英称为玛瑙2021/8/8 星期日7沙子

2、2021/8/8 星期日8二、二氧化硅（SiO2）1.天然SiO2的存在形式结晶形（石英晶体）无定形二氧化硅 （统称硅石）水晶玛瑙沙子硅藻土，硅藻的遗体2021/8/8 星期日9硅2021/8/8 星期日10硅 Si+14 2 8 4+6 2 4碳 C 它们的原子既不易失去也不易得到电子，形成四价的化合物。 硅是一种亲氧元素，在自然界中总是与氧化合，而碳没有此特点。2021/8/8 星期日112.结构：原子晶体3.物理性质： 不溶、熔点高、硬度大SiO2晶体：由Si和O按1:2的比例组成的正四面体立体网状结构的晶体（无单个SiO2分子存在）注意：SiO是表示组成的最简化学式，仅表示二氧化硅晶体

3、中硅和氧的原子个数之比1090282021/8/8 星期日12（2）氧化性 SiO2 + 2C = Si + 2CO 4.化学性质：（稳定）（1）酸性氧化物 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 应用：装NaOH的试剂瓶不能用玻璃塞，要用橡胶塞高温 SiO2 + CaO = CaSiO3高温2021/8/8 星期日13（3）特性：与氢氟酸（HF）反应 SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O 应用：HF用于刻蚀玻璃；用塑料瓶装HF2021/8/8 星期日14思考题下列说法错误的是（ ） A. SiO2 是二氧化硅的化学式 B. SiO2 晶体是由Si和O按1:2的比例

4、所组成的立体网状结构的晶体C. 沙子里含无定形二氧化硅 D. 石英就是水晶 E. SiO2 从古到今被人类广泛地应用着，是因为SiO2 的立体网状结构和它在自然界的广泛存在 C D2021/8/8 星期日151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2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 +CaCO3=CaSiO3+CO23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

5、C. 氢氟酸 D. 碳酸钠溶液BBC2021/8/8 星期日16沙子建筑材料纯净的SiO2现代光学及光纤制品、光导纤维水晶、玛瑙饰物和工艺品5.用途：（P75）光导纤维内窥镜2021/8/8 星期日17三、硅酸（H2SiO3）1.制备：Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3(胶体) + 2NaCl强酸 弱酸Na2SiO3 + H2O + CO2 = H2SiO3(胶体) + Na2CO3弱酸 更弱酸2.物理性质：不溶于水的白色胶状沉淀3.用途：溶胶 凝胶 硅胶 硅胶用作 干燥剂、催化剂的载体酸性2021/8/8 星期日18思考：设计实验一次性证明酸性：盐酸碳酸硅酸，并试着画出装置图。稀

6、盐酸大理石饱和NaHCO3溶液Na2SiO3溶液2021/8/8 星期日194.化学性质：酸性比碳酸还弱的弱酸（1）与碱反应H2SiO3 + 2NaOH= Na2SiO3+ 2H2O（2）不稳定性H2SiO3 = SiO2+ H2O2021/8/8 星期日202021/8/8 星期日212.Na2SiO3泡花碱（1）可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，显碱性（2）用途：制备硅胶和木材防火剂等的原料1.存在形式天然：岩石、土壤等合成：陶瓷、玻璃、水泥等四、硅酸盐（很稳定，大多不溶于水）2021/8/8 星期日223.硅酸盐材料水泥玻璃陶瓷原料黏土、石灰石石英、石灰石、纯碱黏土设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷

7、窑变化复杂的物理、化学变化过程Na2CO3 + SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+ SiO2= CaSiO3+CO2加水混合成型干燥烧结冷却组成3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2硅酸盐用途建筑材料玻璃瓶、化学实验用玻璃仪器、窗玻璃在工农业、科技生活、实验室应用广泛高温高温2021/8/8 星期日231、将足量CO2气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后所得的固体物质是（ ） A Na2SiO3 B Na2CO3、Na2SiO3 C Na2CO3、SiO2 D SiO2练习A2021/8/8 星期日24几种常见玻璃

8、简介普通玻璃因混有铁的化合物显浅绿色蓝玻璃红玻璃铅玻璃光学仪器玻璃钢化玻璃光纤玻璃光导纤维：1964年8月华裔科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为“纤维光学之父”。比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送3万门电话且中继距离长达2050Km，保密性能好。 在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。 把普通玻璃放在电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大46倍，不易破碎。几种常见的玻璃2021/8/8 星期日25Na2SiO3 :Al2(Si2O5)(OH)4 ：Ca(Al2Si3O10)3H2O钙沸石正长石高岭石CaOAl

9、2O33SiO23H2OK2OAl2O36SiO2活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水Na2OSiO2Al2O32SiO22H2OKAlSi3O8 4.硅酸盐的表示方法种类繁多、复杂（常用氧化物形式表示）2021/8/8 星期日26无机非金属材料的主角硅2021/8/8 星期日27五、硅单质2.单质硅晶体无定形1.晶体硅：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、质脆。SiO2 + 3C = SiC (金刚砂)+ 2CO 制备：SiO2 + 2C = Si(粗硅) + 2CO 提纯：Si(粗硅) + 2Cl2 = SiCl4 SiCl4 + 2H2 = Si(纯) + 4HCl高温高温原子晶体，正四面体立体网状结构2021/8/8 星期日283、化学性质常温下化学性质不活泼，单质硅在常温下只与F2、NaOH溶液、HF三种物质反应Si + O2 = SiO2Si + 2F2 =SiF4 （1）与