第一节无机非金属材料的主角-硅

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角－－－－硅你知道硅谷吗？

高技术产业开发区,电子技术研究中心,计算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端.Si元素在地壳中的含量排在第几位？你知道吗？锦绣中华主要成份：SiO2主要成份：SiO2在地壳中硅的含量为26.3%，仅次于氧。硅的氧化物及硅酸盐够成了地壳大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演中主要角色。一、二氧化硅和硅酸阅读、思考：地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的_____%,存在形态有_______和________两大类，统称______。1.二氧化硅(SiO2)12结晶形无定形硅石石英水晶玛瑙二氧化硅的晶体空间结构二氧化硅的用途光学纤维胃镜用光导纤维做手术，不用开刀二氧化硅的用途制晶体硅石英坩埚光导纤维石英手表光学仪器耐磨器皿SiO2精密仪器轴承思考与交流：请同学们思考P76的问题并和前后左右的同学进行交流。SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？SiO2的这些性质是由什么决定的？请将你的认识写在下面横线上，物理性质：_____________________化学稳定性：___________________坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。常温下非常稳定二氧化硅的化学性质活动与探究：二氧化硅化学性质稳定，能否与HCl、H2S04、HN03、HF发生反应？结论：SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O快乐体验：试一试怎样能在玻璃上雕刻花纹。（玻璃的主要成分是SiO2）可以与氢氟酸反应，放出气体设问：CO2和SiO2作为酸性氧化物能与哪些物质反应？与碱反应与碱性氧化物反应SiO2＋CaOCaSiO3高温SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O二氧化碳

二氧化硅

状态物理性质化学性质与水与碱与碱性氧化物与酸

用途CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不反应SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O固态熔沸点低气态熔沸点高、硬度大——

SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O

人工降雨，灭火等

装饰、石英坩埚、光纤等二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较SiO2＋CaO=CaSiO3高温探究实验4-13-5mL硅酸钠溶液1-2滴酚酞稀盐酸先后2、硅酸

现象结论化学方程式离子方程式SiO32-+2H+==H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓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。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探究实验23-5mL硅酸钠溶液CO2

现象结论化学方程式通入CO2后溶液由红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生可溶性硅酸盐与CO2反应生成不溶于水的硅酸Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓制取原理：强酸制弱酸酸与盐的复分解反应规律之一较强酸+较弱酸盐较弱酸+较强酸盐小测验：你知道CO2通入到CaCl2溶液中有现象吗？性质：不溶于水、不稳定、极弱酸(酸性比碳酸还弱）制法：SiO32-+2H+==H2SiO3↓SiO32-+H2O+CO2==H2SiO3↓+CO32-H2SiO3==SiO2+H2OH2SiO3+NaOH==Na2SiO3+H2O小结

生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用做干燥剂。用途思考、讨论：Ｃ、Ｓi原子结构相似，形成的氧化物CO2、SiO2性质却有很大的差别，为什么呢？CSi二、硅酸盐硅酸盐的结构很复杂，一般都不溶于水1、硅酸钠（Na2SiO3）溶于水，其水溶液俗称为水玻璃，可制备硅胶、木材防火剂等2、硅酸盐组成表示硅酸钠（Na2SiO3)镁橄榄石（Mg2SiO4）钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2ONa2O

·SiO22MgO

·SiO2CaO

·Al2O3·3SiO2·3H2O无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃阅读教材783、硅酸盐产品------陶瓷玻璃水泥

1陶瓷：原料——黏土2玻璃：原料——纯碱、石灰石和石英；3水泥：原料——黏土和石灰石；适量石膏；硅酸盐产品简介：产品主要原料主要设备反应条件主要反应或主要成分主要性质水泥粘土、石灰石、石膏(适量)水泥回转窑高温硅酸三钙：3CaO·SiO2硅酸二钙：2CaO·SiO2铝酸三钙：3CaO·Al2O3水硬性玻璃

纯碱、石灰石、石英

玻璃窑高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

硅酸盐产品碳化硅(金刚砂,SiC)：硬度大硅钢：高导磁性硅橡胶：良好的弹性分子筛：吸附剂、催化剂新型无机非金属材料：新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等科学视野结构陶瓷科学视野科学视野用高温结构陶瓷做的发动机叶片生物陶瓷科学视野三、硅单质1、存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。2、物理性质：晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410℃)和沸点都很高，硬度大。3、化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼导电