高中化学第四章非金属及其化合物4.1硅讲义新人教版必修

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

黄山

泰山克拉玛依沙漠

美丽的长江三角洲我们生存的地球，她坚硬的地壳是有什么构成的?岩石，构成岩石的主要的成分是硅酸盐及硅的氧化物。从古到今，在无机非金属材料中，硅一直都扮演着主要的角色中国的陶器一、二氧化硅和硅酸思考？在自然界中有大量游离态的碳，但却没有硅，这说明了什么？硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的（这一点与碳在自然界中有稳定的单质存在有所不同）资料卡片二氧化碳与二氧化硅的稳定性比较？

硅的原子结构示意图：

结论：硅与碳结构相似，在反应中，硅既不容易失去电子，也不容易得到电子，主要形成四价的共价化合物。硅在自然界中主要以二氧化硅及硅酸盐的形式存在，最常见的沙子中，就含有硅的氧化物。

碳的原子结构示意图：（一）二氧化硅SiO2天然二氧化硅约占地壳总质量12%俗称“石英”二氧化硅的结构：天然水晶玛瑙结晶小粒421∶2立体网状2二氧化硅的存在：沙子水晶玛瑙二氧化硅的用途：SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，再加上SiO2在自然界的广泛存在，从古到今都被人类广泛地应用着。思考与交流根据SiO2的存在和应用，请你分析：1、SiO2具有哪些物理性质？2、SiO2的化学稳定性如何呢？3、你的根据是什么？SiO2的这些性质是由什么决定的？1、物理性质：难溶于水，熔沸点高2、化学性质：稳定，不活泼氢氟酸是唯一可以与之反应的酸（1）与HF反应：SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O玻璃中含有SiO2，利用以上的反应可用来刻蚀玻璃。玻璃镜等玻璃上的图案就是利用HF和SiO2反应的原理。联想想一想已知SiO2是酸性氧化物，结合初中的知识，请同学说出SiO2还可能具有哪些性质？1、与碱性氧化物反应2、与碱反应动动手请同学们分别写出CO2、SiO2与CaO、Na2O、Ca（OH）2、NaOH反应的化学方程式（2）①与碱性氧化物反应SiO2+Na2O＝Na2SiO3比较：CO2+Na2O＝Na2CO3SiO2+CaO=CaSiO3比较：CO2+CaO=CaCO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O比较：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+Ca（OH）2=CaSiO3+H2O比较：CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O②与碱反应：思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶而橡皮塞而不用玻璃塞？名称二氧化硅化学式存在形态物理性质与氢氟酸反应与碱性氧化物与强碱反应用途SiO2结晶型无定型难溶于水的固体、硬度大、熔点高SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiO2+CaO=CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O建筑材料、饰品等高温光导纤维首饰小弱溶胶硅酸凝胶硅胶干燥剂载体

H2SiO3硅胶是硅酸凝胶经干燥脱水后得到的，化学成分为H2SiO3弱酸（酸性弱于碳酸）Na2SiO3+______H2SiO3如何制取硅酸?实验试剂：硅酸钠溶液、酚酞、稀盐酸、稀硫酸实验原理：实验探究Na2SiO3+______H2SiO3硅酸钠溶液放置在空气中会变质，为什么？Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3硅胶泳帽硅胶干燥剂说明硅胶具有哪些性质？不溶于水不透水耐腐蚀、稳定无味无毒吸附水的能力强二、硅酸钠Na2SiO3硅酸钠可溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，具备较好的粘性。用途：木材防火剂；制备硅胶硅的重要化合物对

人类文明的贡献

玻璃、水泥、陶瓷——硅酸盐产品三、硅单质金属光泽，灰黑色固体，熔点高，硬