第一节、无机非金属材料的主角-硅(整理)

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅硅太阳能电池，单质Si硅——在地壳中含量为26.3%，仅次于氧。硅是一种亲氧元素在自然界的存在形式：氧化物和硅酸盐，占地壳质量的90%以上从原子结构角度认识硅原子既不易失去电子，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。CSi+624284+14

碳是构成有机物的主要元素，也是形成的化合物中种类最多的元素。而硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。无定形玛瑙一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（SiO2）(1)存在SiO2

硅石无色透明彩色环带状或层状——是硅最重要的化合物，占地壳的12%{结晶形水晶(2)结构每个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角;同时每个O原子周围结合2个Si原子。硅原子——[SiO2]正四面体SiO2是化学式而不是分子式。SiO2的网状结构——优良的物理和化学性质。氧原子(3)用途建筑材料；光导纤维；制造饰物和工艺品；制造石英坩埚等(4)性质硬度大，熔点高，不溶于水，纯净的二氧化硅无色透明。物理性质1.酸性氧化物(具有酸性氧化物的通性)（1）与强碱反应生成盐和水

SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O

（2）与碱性氧化物反应生成盐化学性质（稳定，很不活泼）SiO2＋CaOCaSiO3思考1：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞?（金榜学案P68）因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O此反应常用于雕刻玻璃(3)特性——与HF的反应

思考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?思考2：实验室中的HF溶液如何存放?

能否存放在玻璃瓶？——密封、避光保存在塑料瓶，不行。

——错。跟氢氟酸反应生成的SiF4不是盐（4）高温下，与碳酸盐的反应(5)工业制粗硅：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑

SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑

SiO2＋2CSi+2CO↑二氧化碳二氧化硅化学式化学式的意义通常状况下的状态硬度水溶性熔沸点二氧化硅和二氧化碳的比较（金榜学案P68）CO2SiO2表示二氧化碳分子及其组成表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比气态固态很小很大可溶于水不溶于水很低很高2、硅酸（H2SiO3）

H2SiO3是SiO2的对应水化物，是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。如何制备H2SiO3？方案一：能否通过SiO2和水反应制得？方案二：用可溶性硅酸盐与酸反应制得？（1）制法——可溶性硅酸盐与酸反应：现象结论化学方程式滴入酚酞后溶液呈红色，逐滴加入稀盐酸，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。实验4-1Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓SiO32-+2H+==H2SiO3↓SiO32-+H2O+CO2==CO32-+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

思考4：如何由SiO2制得H2SiO3？SiO2

＋2NaOH==Na2SiO3

＋H2O

Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓思考5：已知H2CO3的酸性比H2SiO3大，请推断：将CO2通入Na2SiO3溶液有何现象发生？写出发生的化学方程式和离子反应方程式。溶液变浑浊金榜学案P69例2（3）不稳定(比H2CO3稳定)，受热易分解（2）酸性很弱，只能与强碱发生中和反应H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2OH2SiO3H2O+SiO2二、硅酸盐

1.定义：是由

组成的化合物的总称。硅、氧和金属2.性质：是一大类结构复杂的固态物质、大多

不溶于水、化学性质稳定的固体。放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论实验4-2水分蒸发后就燃烧水分蒸发后不易燃烧Na2SiO3——可作为耐火材料硅酸钠(Na2SiO3)——最简单的硅酸盐可溶于水，水溶液俗称水玻璃。硅酸钠具有防火作用3.硅酸盐的表示方法：如：石棉：CaO·3MgO·4SiO2

长石：K2O·Al2O3·6SiO2（1）盐化学式法如：硅酸钠：Na2SiO3，硅酸钙：CaSiO3等。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。（2）氧化物法注意事项：①氧化物之间以“·”隔开；②系数配置出现分数应化为整数。氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。6．将下列硅酸盐的化学式改写为氧化物化学式的形式(1)钠长石(Na2Al2Si6O16)(2)钙长石(CaAl2Si2O8)(3)钾长石(KAlSi3O8)Na2O·Al2O3·6SiO2CaO·Al2O3·2SiO2

K2O·Al2O3·6SiO24.硅酸盐产品陶瓷——黏土为原料，高温烧结而成。玻璃——纯碱、石灰石和石英为原料，混合、粉碎熔融制得。水泥——黏土、石灰石为主要原料，研磨、混合后煅烧，加适量的石膏研成细粉。陶瓷、玻璃、水泥——三大硅酸盐产品

使用量最大的无机非金属材料下周一上课内容1、课本P63习题（部分还没有讲的）2、课本P68习题3、课本P70复习题三、硅单质硅：包括晶体和无定形两种。晶体硅的性质：结构与金刚石类似，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃）、硬度大、有脆性，在常温下化学性质不活泼。用途：良好的半导体材料；应用于信息领域；光电池——将太阳能转化为电能。硅的化学性质（知识补充）(1)常温下：①Si+2F2=SiF4②Si+4HF=SiF4↑+2H2↑③Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑注意：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、

HNO3等常温下都不与硅起反应。练习巩固1．在自然界里，硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是（）A.晶体硅B.二氧化硅C.硅酸D.硅酸盐2．向下列物质的饱和溶液中通入二氧化碳气体，不发生反应的是（）A.Na2CO3B.NaHCO3C.KOHD.K2SiO33．下列物质中能与二氧化硅起化学反应的是（）①CO2②水③H2SO4④氢氟酸⑤KOH溶液⑥CaOA.①②⑥B.②④C.④⑤⑥D.③④⑤⑥ＢＤＢＣ4．下列离子方程式，书写不正确的是（）A.大理石与盐酸反应：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑B.水玻璃中加入稀硫酸：Na2SiO3+2H+=H2SiO3↓+2Na+C.SiO2与苛性钠溶液反应：