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

硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。

1、Si在自然界中的存在形态：阅读后小结：（课本P.74）2、Si在自然界中的存在形式：3、硅原子最外层电子数是多少？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？SiO2和硅酸盐C：＋2、＋4、－4Si：＋4、－4化合态4、主要化合价一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（SiO2）(1)存在：结晶形：石英无定形:硅藻土水晶玛瑙……地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%硅石（12%）(2).二氧化硅结构109º28'约180°SiOSiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定二氧化硅(SiO2)二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。硅石硅矿山水晶玛瑙透过图片思考:二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何?你的根据是什么?SiO2的这些性质是由什么决定的？

坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。(3).物理性质：一、二氧化硅(silicondioxide)(4)、SiO2的化学性质很稳定

是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。高温a、不能与水化合,二氧化硅不溶于水。b、与碱性氧化物化合：SiO2+CaOCaSiO3

SiO2+Na2ONa2SiO3C、与碱反应：SiO2+2NaOH

Na2SiO3+H2O思考：盛碱溶液的试剂瓶一般用橡胶塞，不能用

玻璃塞。为什么？高温d.与HF反应：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O注意：一般用塑料试剂瓶盛氢氟酸，不能用玻璃

试剂瓶。为什么？（用于雕刻玻璃）e.弱氧化性：SiO2+2CSi+2CO↑高温工业上用此反应制备粗硅，实现了“从沙滩到用户”！f.与Na2CO3等反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高温高温(3)、二氧化硅的用途与危害

由于SiO2具有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。光学纤维胃镜水晶制品二氧化硅的用途

制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等；制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品。

在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（旧称矽肺）。危害：用途：2.硅酸（H2SiO3:一种很特殊的酸）H2SiO3是SiO2的对应水化物(SiO2

是H2SiO3的酸酐)是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。二、硅酸(H2SiO3)

实验1:向饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸现象结论方程式

滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有透明的凝胶产生

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。探究1：怎样由石英(SiO2)制取硅酸？Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体)硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。实验探究2：实验2:将CO2通入Na2SiO3溶液中现象：透明的硅酸沉淀生成方程式：Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3结论：硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱硅酸凝胶经干燥脱水后就形成多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。用途：硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。3、硅酸钠（Na2SiO3），俗名叫泡花碱，白色固体，易溶于水，其水溶液俗名叫水玻璃。2、结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定1、由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。三、硅酸盐实验4-2放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论先变干，后燃烧仅变干，不燃烧Na2SiO3溶液可作木材、纸张的防火剂

水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强。可用作肥皂填料，木材、织物的防腐剂和防火剂，是很强的黏胶剂。（2）氧化物化学式法：活泼金属氧化物•金属氧化物•二氧化硅•水（1）盐化学式法：如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3等4、硅酸盐组成的表示方法：练习：如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐硅酸钠：Na2SiO3

石棉：CaMg3Si4O12长石：KAlSi3O8普通玻璃：CaNa2Si6O14黏土：Al2(Si2O5)(OH)4

Na2O·SiO2

CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2Na2O·CaO·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃t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

四、硅单质：1.制法SiO2+2C===Si+2CO2.物理性质：

结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体,熔点高,硬度大。3.化性在常温下，化学性质不活泼，除氟气，氢氟酸和强碱外，硅不与其他物质反应高温在加热下：Si+O2==SiO24.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）1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（）A.溶解性：CO2

<SiO2B.酸性：H2SiO3>H2CO3C.熔点：SiO2>CO2（干冰）D.硬度：SiO2<CO22、下列物质中,不能用玻璃