化学：411《二氧化硅和硅酸》课件(1)(新人教必修1)

第四章非金属及其化合物1

无机非金属材料的主角——硅地球生物生存的根基——硅酸盐、空气、水、阳光硅的分布与存在存在：没有游离态，只有化合态分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。Si从原子角度认识硅原子C

Si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．思考：

碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强Si无单质状态化合态：硅的氧化物和硅酸盐一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（SiO2）(1)二氧化硅存在无定形——硅藻土水晶玛瑙结晶形（石英晶体）水晶玛瑙无定形二氧化硅硅藻土中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区)有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有354处，总保有储量矿石3.85亿吨。仅次于美国，居世界第2位。在地区分布上，以吉林最多，占全国储量的54.8%，云南、福建、河北等地次之。矿床类型主要为火山物源沉积型矿床(吉林长白、山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等)和陆源沉积型(云南寻甸、四川米易硅藻土矿等)矿床。每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角.同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。硅原子——[SiO2]四面体二氧化硅中硅原子与氧原子个数比为1:2,用SiO2来表示二氧化硅的组成,表示Si

与O的原子个数比,不是分子式,是化学式。二氧化硅的结构（3）二氧化硅的用途石英研钵光导纤维坩埚水晶主要作装饰、石英坩埚、光纤水晶光学纤维胃镜石英、玛瑙【思考与交流】根据SiO2的存在和用途,请你分析以下问题:SiO2具有哪些物理性质?化学稳定性如何?将你的认识写在下面的横线上,并与同学交流。物理性质:____________________________化学稳定性:_________不溶于水硬度大熔点高很稳定讨论：初中学过的酸性氧化物的通性包括哪些方面？（以CO2为例）（4）SiO2的化学性质:①酸性氧化物SiO2

＋2NaOH==Na2SiO3

＋H2O

SiO2

＋CaO==CaSiO3

高温SiO2+2OH—==SiO3

2-+H2O1、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。

SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O想一想图4-6实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶②特性SiO2＋4HF====SiF4↑＋2H2O

氢氟酸（HF）是唯一能与SiO2反应的酸此反应常用于刻蚀玻璃。3、某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物.是否正确?动动脑筋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

＋4HF=SiF4↑＋2H2O

此反应常用于雕刻玻璃

不正确。因为二氧化硅与氢氟酸反应生成SiF4，

SiF4不是盐。③与盐反应：

Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑高温高温④弱氧化性：SiO2+2C====

Si+2CO↑高温二氧化碳

二氧化硅

状态物理性质化学性质与水反应与碱反应与碱性氧化物反应与酸反应用途CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不反应SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2OSiO2＋CaO=CaSiO3固态熔点低气态熔点高、硬度大——

SiO2

＋4HF=SiF4↑＋2H2O

人工降雨，灭火等

装饰、石英坩埚、光导纤维小结：二氧化硅的物理和化学性质高温2、硅酸(H2SiO3)酸性较弱，比碳酸的酸性还弱。H2SiO3是一种白色胶状物质，溶解度很小。CO2＋H2O＝H2CO3

，但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3，这是一个特性。

思考：刚才讲到SiO2不能直接和水化合成H2SiO3，那怎样制备H2SiO3呢？

实验4-1

（1）制取原理：较强酸制较弱酸现象结论化学方程式离子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，同时有白色胶状物质产生

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+H2SiO3（胶体）SiO32-+2H+==H2SiO3（胶体）（2）化学性质:①弱酸性：只能与强碱发生中和反应。H2SiO3+2NaOH====Na2SiO3+2H2O②不稳定：受热易分解。∆H2SiO3====H2O+SiO2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。（3）用途神奇的硅橡胶改变我们的生活硅橡胶简介:硅橡胶是含有硅氧键（Si-O）的线型高分子弹性体，因而具有很高的热稳定性。并具有优异的耐臭氧老化、氧老化、光老化和天候老化的性能，同时具有优良的电绝缘性能、防霉性能和高透气性能，可以制作很多模型制品，如各种O型圈、垫片、皮碗、油封、活门、减震器及膜片等。由于硅橡胶具有生理惰性、无毒，与其他材料无粘着能力，并能经受多次蒸煮消毒的特点，广泛用于医疗卫生和食品工业方面，如人造心脏瓣膜、人造喉、人造血管、奶嘴和药瓶塞等。作为各种电子管或电气元件的涂层、密封，具有防潮、避尘、防震以及改进电性能的效果。SiO32-+H2O+CO2==CO32-+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

想一想用什么实验事实能够证明硅酸的酸性比碳酸弱？向可溶性硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体，出现白色浑浊，即用H2CO3可制得H2SiO3

，可证明H2SiO3

的酸性比H2CO3弱。（强酸制弱酸）二、硅酸盐1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称2、性质：硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，K2SiO3。3、表示方法：（1）化学式法：适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、CaSiO3等。活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。硅酸钠：Na2SiO3Na2O·SiO2

硅酸钙：CaSiO3CaO·SiO2高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O正长石：KAlSiO3不能写K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2（2）氧化物法：资料卡片4、硅酸盐在自然界的转化硅酸盐矿石长期受到空气中的二氧化碳和水的侵蚀后,逐渐风化分解,生成的可溶物质随雨水流入江河、海洋，留下大量的黏土形成土壤胶体，因其表面积巨大且一般带负电，能吸收NH4+，K+等营养离子，从而具有保肥能力。硅酸盐是如何具有保肥能力的？思考5、硅酸钠（Na2SiO3）硅酸钠是白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，是一种矿物胶，黏性很强，可以作黏胶剂和木材防火剂。阅读课本P77并探究实验4-2放入蒸馏水放入硅酸钠饱和溶液现象结论

水分蒸发后燃烧水分蒸干后不燃烧硅酸钠能防火水不能防火（1）、硅酸钠的物理性质问一问硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象？为什么？硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。因为发生下列反应：（2）硅酸钠化学性质硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好。Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓（3）用途可以作肥皂填料，还可以用做建筑、纸张的黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火剂②与盐反应①与酸反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3↓

+2NaCl无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃看一看你能指出常见的硅酸盐产品有哪些吗

湘乡水泥厂水泥是一种非常重要的建筑材料。万丈高楼平地起，穿针引线是水泥。三.硅酸盐工业（1）玻璃：普通玻璃:以纯碱(Na2CO3)、石灰石和石英(SiO2)为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。①有关反应的化学方程式：Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑②主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(Na2O•CaO•6SiO2)（2）水泥：以黏土和石灰石为主要原料

经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，研成细粉就得到水泥。石膏的作用是调节水泥硬化速度。（3）传统硅酸盐陶瓷：传统硅酸盐陶瓷是以黏土为原料，经高温烧结而成。日常生活中常见的陶瓷有日用器皿、建筑饰材、卫生洁具等。瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“CHINA”用同一字母拼音表示。我国素有“瓷都”之称的地方江西景德镇。江西景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为：“洁如玉、明如镜、薄如纸、声如罄。”（4）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（铁合金）导磁性良好，用作变压器铁芯。③硅橡胶最好的既耐高温又耐低温的橡胶。

④分子筛具有均匀微孔结构的铝硅酸盐。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新型无机非金属材料：1、新型无机非金属材料的特征：（1）耐高温、强度高；（2）具有电学性质；（3）具有光学性质；（4）具有生物功能；2、结构材料——高温结构陶瓷：(1)氧化铝陶瓷(人造刚玉)：氧化铝透明陶瓷管氧化铝陶瓷制品高压钠灯的灯管就是用氧化铝陶瓷制作的。高压钠灯是发光效率很高的一种电光源，光色金白，在它的灯光下看物清晰，不刺眼。平均寿命长达1万小时～2万小时，比高压汞灯寿命长2倍，是白炽灯手民能够的10倍，是目前寿命最长的灯。生物陶瓷结构陶瓷氧化铝(Al2O3)陶瓷氮化硅(Si3N4)陶瓷课堂练习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（）