无机非金属材料的主角硅课件(2课时)

无机非金属材料的主角---硅硅的氧化物和硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。因此，硅在无机非金属材料中扮演主要角色。硅既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。一、二氧化硅（SiO2)SiO2结构四面体结构每个Si原子周围结合4个O，每个O原子跟2个Si相结合，Si与O原子按1：2的比例组成立体网状结构的晶体金刚石石英晶体是结晶的二氧化硅，石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶石英具有彩色环状或层状的称为玛瑙。沙子中含有小粒的石英晶体。沙子的主要成分就是SiO2SiO2的物理性质SiO2不溶于水，是一种坚硬难溶的固体，硬度和熔点都很高。与碱性氧化物反应：

与碱反应SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O1、具有酸性氧化物的通性SiO2的化学性质高温SiO2+CaO===CaSiO3化学性质很不活泼，氢氟酸（HF）是唯一可以与之反应的酸。SiO2+4HF=SiF4￪+2H2O玻璃中含有SiO2，所以可以用HF来刻蚀玻璃。2、特殊性在玻璃表面涂上一层石蜡在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸洗掉酸并去掉石蜡3、弱氧化性Si02高温下与C作用可制取粗硅

2C+SiO2

＝Si+2CO↑高温石英坩埚SiO2的用途练习:1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（）A.熔点很高B.与水反应生成对应的酸C.可与烧碱反应生成盐D.坚硬B2.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B3.下列物质中,主要成分不是SiO2的是（）A.金刚砂B.玛瑙C.水晶D.石英A实验4-1：在试管中加入3-5ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置，观察现象。现象：溶液变红，加入盐酸后生成胶状沉淀。Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓

二、硅酸（H2SiO3)（2）硅酸的存在硅酸浓度较小时易聚合形成硅酸溶胶

硅酸浓度较大时则形成硅酸凝胶硅酸凝胶干燥脱水——硅酸干凝胶，又称为硅胶，吸附水分能力强，常用作干燥剂，也用作催化剂的载体1.硅酸的制备（1）SiO2不溶于水，不能和水化合生成酸实验室通过可溶性硅酸盐与其他酸制得。硅胶泳帽硅胶干燥剂不溶于水、不透水耐腐蚀、稳定无味无毒吸附水的能力强(1)是一种很弱的酸,酸性比碳酸还要弱Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓

(2)不稳定（比H2CO3稳定）受热易分解：

(3)硅酸在水中的溶解度很小。H2SiO3==SiO2+H2O△2.硅酸的性质4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）

A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水。B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C.SiO2常温下是固体，CO2常温下是气体D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀B5.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）A.CO2→H2CO3

B.SiO2→Na2SiO3

C.Na2O2→Na2CO3

D.SiO2→H2SiO3

D小结：自然界中不存在单质硅，SiO2具有酸性氧化物的通性，可与强碱、碱性氧化物反应。由于SiO2不溶于水也不与水反应，故硅酸通过可溶性硅酸盐与其他酸制得硅的化合物3、硅酸盐

硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。

硅酸盐是结构复杂的固态化合物，一般都不溶于水，化学性质稳定。实验探究4-2实验步骤：取两个小木条或滤纸条，分别放入蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液后），同时分别放置在酒精灯外焰外。

实验现象：被蒸馏水浸透的小木条或滤纸条一段时间后会着火燃烧，而被饱和Na2SiO3溶液浸透的小木条或滤纸条则不会着火燃烧。实验结论：Na2SiO3可用作防火剂。硅酸盐的表示方法：①化学式法：硅酸钠：Na2SiO3硅酸钙：CaSiO3②氧化物法：氧化物（低价•高价）•二氧化硅•水硅酸钠：Na2O·SiO2硅酸钙：CaO·SiO2石棉：CaO·3MgO·4SiO2长石：K2O·AI2O3·6SiO2黏土：AI2O3·2SiO2·2H2O高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO22H2O钙长石：CaAl2SiO6CaO

·Al2O3·SiO2无机非金属材料硅酸盐产品玻璃水泥陶瓷压电陶瓷点火器发动机中的氮化硅陶瓷部件生物陶瓷制品压电陶瓷高纯氧化铝透明陶瓷管硅单质1、物理性质硅有几种同素异形体？硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。为什么晶体硅的熔沸点高、硬度大？硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。硅的导电性如何？导电性介于导体和绝缘体之间。2、化学性质

常温下很稳定，只与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应；

加热时能和氧气、氯气、氢气等非金属反应。Si＋2F2＝SiF4

Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑

Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑Si＋O2＝SiO2Si＋2H2＝SiH4（不稳定）高温Si+2Cl2＝SiCl4硅的工业制法高温

第一步：在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。SiO2＋2CSi（粗硅）＋2CO↑第二步：与氯反应：Si＋2Cl2＝SiCl4(温度为400～500℃)第三步：生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷等杂质，然后用氢气还原：SiCl4＋2H2Si＋4HCl高温3、硅的用途

硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛。作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金大规模集成电路太阳能电池硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心课堂练习1、下列有关物质的用途（括号中为用途）错误的是（）（A）锗和硅（半导体材料）（B）二氧化硅（制光导纤维）（C）水玻璃（用作粘合剂）（D）原硅酸（用作耐火材料）2、将过量的二氧化碳分别通入①氯化钙溶液②硅酸钠溶液③次氯酸钙溶液④饱和碳酸钠的溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是（）（A）①②③④（B）②④（C）①②③（D）②③④

3、假设SiO2晶体中的Si原子被Al原子取代，不足的价数由K原子补充，当有25%的硅原子被取代时，可形成正长石的主要成分，则正长石的主要成分的化学式为（）A．KAlSi3O8B．KAlSi2O6

C．KAlSiO4D．KAlSi4O104、当下列物质分别滴入醋酸时