2023学年完整公开课版硅

无机非金属材料的主角

——硅泰山、昆仑山沙漠、三角洲Si+14842+642C硅是一种亲氧元素,在自然界中以化合态存在，主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。1、SiO2的存在形态无定形（硅藻土）（石英晶体）玛瑙水晶水晶玛瑙(无色透明)(彩色环带或层状)硅石结晶形一、二氧化硅硅藻土2、二氧化硅的用途玛瑙、水晶首饰石英表、石英钟、石英玻璃、眼镜光导纤维3、SiO2的物理性质固体熔沸点高硬度大难溶于水思考交流：为什么SiO2和CO2的物理性质差异很大？二氧化硅SiO2二氧化碳CO2

气体熔沸点低硬度小可溶于水4、二氧化硅的晶体结构SiO2的晶体结构SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的空间立体网状结构的晶体。因此，通常用SiO2来表示二氧化硅的组成。SiO2不是分子式，而是化学式。5、二氧化硅的化学性质二氧化碳CO2二氧化硅SiO2SiO2+2C==Si+2CO↑

不反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OCO2+H2O=H2CO3不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO高温CaSiO3弱氧化性：与C反应特性：与酸反应酸性氧化物与水反应与NaOH反应与CaO反应

C+CO2==2CO

高温高温黏合性5、二氧化硅的化学性质1）不溶于水的酸性氧化物与碱性氧化物反应生成盐SiO2+CaOCaSiO3+H2O高温与强碱反应生成盐和水SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O

思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？？

原因：防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成有黏性Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起2）与HF反应（SiO2的特性）SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OHF是唯一可以与SiO2发生反应的酸，此反应用来雕刻玻璃思考：氢氟酸应该保存在什么瓶中？答案：细口塑料瓶中，玻璃中含有SiO2会与HF反应生成SiF43）与某些盐的反应

SiO2+Na2CO3==

Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3==

CaSiO3+CO2↑

工业制玻璃原理：高沸点物质制取低沸点物质2）与C反应

SiO2+2C

Si+2CO↑高温

Si+2Cl2SiCl4高温SiCl4+2H2Si+4HCl高温工业制粗硅由粗硅制纯硅二、硅单质1)、有金属光泽的灰黑色固体2)、熔、沸点高、硬度大3)、晶体硅是良好的半导体2.物理性质1.晶体硅结构晶体Si的结构类似于金刚石的正四面体型二、硅单质3.化学性质（了解）（1）在常温下，硅的化学性质不活泼,只与氟气、氢氟酸和强碱反应Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑

+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑（2）加热时，硅可与氧气、氯气等非金属反应Si+O2==SiO2△Si+2Cl2==SiCl4△4、用途半导体材料：计算机芯片硅太阳能电池1、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（）A.石英坩埚B.普通玻璃坩埚C.铁坩埚D.氧化铝坩埚解释：石英坩埚、玻璃坩埚中均含有SiO2，在加热的情况下会与NaOH发生反应：SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O，因此应当选用铁坩埚。c

2、下列说法中正确的是：A.SiO2分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的.B.盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是因为玻璃中含有SiO2，SiO2能与NaOH溶液反应.C.C和Si属于同一主族，所以CO2和SiO2性质相似D.因为SiO2不能与水反应生成酸，所以SiO2不属于酸性氧化物E.二氧化硅是酸性化合物，不溶于任何酸溶液B1、HF刻蚀玻璃2、装NaOH溶液的试剂瓶为什么不能用玻璃塞3、用沙子制备粗硅4、写出二氧化硅、硅单质的重要用途？？写出1-3的化学方程式

SiO2+2C

Si+2CO↑高温SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O二氧化硅：光导纤维硅：半导体材料（芯片、硅太阳能电池）思考：

CO2＋H2O＝H2CO3，但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3。那怎样制备H2SiO3呢？

硅酸是一种怎样的物质呢？滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有透明的、胶冻状的硅酸凝胶产生Na2SiO3呈碱性，硅酸难溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（胶体）+2NaCl现象结论方程式实验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。②不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解

∆H2SiO3==H2O+SiO2H2SiO3+2NaOH=2H2O+Na2SiO31、硅酸的制备（可溶性硅酸盐与酸反应）三、硅酸（H2SiO3）Na2SiO3

+

2HCl=H2SiO3（胶体）+

2NaClNa2SiO3

+

CO2

+

H2O=H2SiO3(胶体)+

Na2CO32、硅酸的性质①弱酸性（比碳酸弱）

强酸制弱酸一、硅酸（H2SiO3）3、硅酸的用途

硅酸溶胶硅酸凝胶硅酸干凝胶（硅胶）逐渐聚合干燥脱水干燥剂催化剂载体四、硅酸盐定义：硅酸盐是由组成的化合物的总称

硅、氧、金属元素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

、K2SiO3①化学式法（表示组成简单的硅酸盐）：四、硅酸盐3.表示方法：如：硅酸钠：Na2SiO3硅酸钙：CaSiO3②氧化物法（表示复杂的硅酸盐）如：硅酸钠：Na2O·

SiO2硅酸钙：CaO·SiO2练习用氧化物法表示下面硅酸盐KAlSi3O8：CaMg3Si4O12：Al2(Si2O5)(OH)4：Al2O3·2SiO2

·2H2OCaO34

MgO·SiO2

··Al2O3K2O6SiO2

·分数化整4、最简单的硅酸盐——硅酸钠四、硅酸盐（1）物理性质：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，黏性很强。（2）化学性质：

硅酸钠水溶液呈碱性，易吸收空气中CO2而变质Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3(胶体)+Na2CO3（3）用途做建筑、纸张的黏合剂、木材、织物的防腐剂及防火剂5、传统三大硅酸盐产品1、陶瓷2、普通玻璃3、水泥产品成分：复杂，主要是硅酸盐制造原料：黏土制造原料：黏土、石灰石、石膏产品成分：主要是硅酸盐产品成分：制造原料：纯碱、石灰石、石英Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

某同学为验证盐酸、碳酸和硅酸的酸性强弱，用如图装置进行实验：回答下列问题．（1）装置Ⅰ中的现象是

，装置Ⅱ的作用是

，其中可能发生反应的离子方程式是

．（2）装置Ⅲ中的现象是

，反应的化学方程式是

。（3）该实验的实验结论是

．2、下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是（）A、硫酸钠溶液B、氢氟酸C、氢氧化钠溶液D、氯化钠溶液3．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．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2

D．氯化氢通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀CB1.除去SiO2固体中混有的CaCO3固体,方法正确的是()A加水,过滤B加热C加盐酸,过滤D加NaOH溶液,过滤C2.除去CaCO3固体中混有的SiO2固体,方法正确的是()A加水,过滤B加热C加盐酸,过滤D加NaOH溶液,过滤D3、下列说法正确的是（）A.硅材料广泛应用于光纤通讯B.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应4、关于硅及其化合物的叙述中，错误的是（）A．硅是良好的半导体材料B．二氧化硅与石灰石反应：SiO2＋CaCO3===CaSiO3＋CO2↑C．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2＋2C===Si＋2CO↑D．水泥的主要成分是：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2

△△AD5、世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是（）A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止瓶塞与瓶口粘在一起B6、下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅