无机非金属材料的主角---硅.ppt

1、A,1,无机非金属材料的主角硅,第四章 非金属及其化合物,A,2,地壳中含量最多的前两种元素是和 ，它们构成了地壳的基本骨架。硅在地壳中的含量为。硅的及 构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的以上。,【获取新知】,硅是一种亲 元素，主要以熔点很高的 的形式存在。而碳在地壳中主要形成 等矿物。,硅,氧,26.3%,氧化物,硅酸盐,90%,氧,氧化物、硅酸盐,石灰岩、碳酸盐,阅读教材P7475，,A,3,Si是岩石、沙子、土壤等矿物界的主角：,A,4,一、二氧化硅,1.存在 地球上存在的二氧化硅叫 ，约占地壳总质量的 ；其存在形态有 和 两大类。,12%,硅石,结晶形,无定形,A,5

2、,硅藻土,水 晶,玛瑙,水 晶,石英,玛瑙,二氧化硅,A,6,沙子,A,7,石英,A,8,水 晶,A,9,玛 瑙,A,10,Si,O,正四面体,SiO2是正四面体的空间网状结构，因此硬度大，熔点（1710）、沸点高。,2.SiO2的空间结构：,A,11,3.SiO2的物理性质与用途：,固体,1610,2230,不溶于水,大,二氧化硅是一种高硬度、高熔沸点的固体化合物！,A,12,A,13,4.化学性质,(1)不活泼性：,常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之反应的酸，化学方程式： .,玻璃中含SiO2，所以可以用 来雕刻玻璃，氢氟酸不能用 瓶盛装,氢氟酸,玻璃,SiO2+4HFSiF4+2H

3、2O,A,14,雕花玻璃,A,15,在玻璃表面涂上一层石蜡,A,16,在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸,A,17,洗掉酸并去掉石蜡,A,18,(2)具有 性氧化物的通性：,与烧碱溶液反应： 与生石灰反应：,(3)弱氧化性：,酸,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,A,19,二氧化碳,二氧化硅,空 气,硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子、硅藻土,熔、沸点低， 微溶于水,熔点高，硬度大，不溶于水,CO2+H2O=H2CO3,不反应,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2+CaO=CaCO3,存 在,物理性质,不反应,与氢氟酸反应

4、,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,化学性质,与水反应,与NaOH反应,与CaO反应,与酸反应,与碳反应,CO2 、SiO2的化学性质为什么十分相似？,SiO2与CO2性质比较,A,20,思考1？,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。,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。,2、实验室氢氟酸盛装在什么试剂中？,1、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？,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,A,21,

5、硅酸是一种弱酸，它难溶于水，不能使指示剂 变色，是一种白色粉末状的固体。,思考2？二氧化硅难溶于水，也不与水反应，那么，如何制得硅酸呢？,二、硅酸：(H2SiO3),A,22,实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚 酞，再滴入稀盐酸,滴入酚酞溶液呈红色,Na2SiO3呈碱性,Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 +2NaCl,实验探究：,滴入盐酸有胶状沉淀产生,硅酸难溶于水,A,23,硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶，硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。,可通过 与 制得，所生成的H2SiO3易聚合形成 ；,可溶性硅酸盐,硅酸溶胶,其他酸,硅胶

6、多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品品、瓶装药品等的干燥剂，也可用做催化剂的载体。,A,24,活动与探究：,硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，请利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱。,实验原理把CO2通入Na2SiO3溶液中,方法一:,方法二:,Na2SiO3+H2O+CO2H2SiO3+Na2CO3,A,25,课堂小结：,A,26,课堂量分测试：,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（ ） A.硬度很大，熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.属于酸性氧化物 D.不溶于任何酸的固体,BD,2.下列物质的变化，不能通过一步化学反

7、应 完成的是（ ） A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.NaHCO3Na2CO3 D.SiO2H2SiO3,D,A,27,课堂量分测试：,3.下列试剂的贮存方法与NaOH溶液 不相同的是（ ） A.HF溶液 B. Na2CO3 溶液 C.盐酸 D. Na2SiO3溶液,AC,4.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 C.高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2 D.HCl通入Na2CO3 溶液放出CO2 通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3沉淀,B,A,28,课堂量分测试：,5.能将

8、Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末 鉴别开来的试剂是（ ） A.NaOH溶液 B.水 C.氢氟酸 D.稀盐酸,D,6.写出Na2SiO3溶液露置于空气中变浑浊的 化学方程式，并改写成离子方程式。,A,29,课堂回忆：,A,30,答一答，比一比：,1。你能说出二氧化硅的三种“俗名”吗？ 2。写出NaOH溶液腐蚀玻璃的化学方程式？ 3。写出HF溶液雕刻玻璃的化学方程式？ 4。用方程式表示硅酸的酸性比碳酸弱？,方 法 一,方 法 二,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,Na2SiO3+CO2+H2O = H2SiO3 +Na2CO3,A,

9、31,硅酸盐导读提示：,(1)硅酸盐的组成元素？ (2)硅酸盐的主要通性？ (3)“水玻璃”的性质和用途？ (4)硅酸盐的氧化物的表示方法？ (5)传统三大硅酸盐产品？ (6)陶瓷、玻璃、水泥的原料？反应？ (7)“金刚砂”成分？性质和用途？,A,32,七、硅酸盐：,(1)元素组成硅、氧和金属等,A,33,(2)共同性质： 大多为高熔点固态物质，大多难溶于水， 化学性质很稳定,(3) Na2SO3性质和用途： Na2SO3水溶液俗称水玻璃；水溶液呈碱性； 用于制“硅胶”和木材防火剂。,七、硅酸盐：,(1)元素组成硅、氧和金属等,A,34,硅酸钠：Na2SiO3,Na2OSiO2,石棉：CaMg

10、3Si4O12,钾长石：KAlSi3O8,普通玻璃:CaNa2Si6O14,CaO3MgO4SiO2,K2OAl2O36SiO2,Na2OCaO6SiO2,2。表示的顺序是： 活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水 化合价低的金属氧化物放在前面，,1保持原有各元素的化合价不变，按顺序写出各元素的氧 化物。,3。除氧元素外，其他元素的原子个数之比符合原来的组成， 配置出现分数时应化为整数。,(4)硅酸盐的氧化物的表示方法？,A,35,练习：,高岭土：Al2Si2O5(OH)4 白云母：K2Al6Si6(OH)8O18,Al2O3 2SiO2 2H2O K2O 3Al2O3 6SiO2 4H2O

11、,高 岭 土,白 云 母,A,36,(5)传统三大硅酸盐产品：,A,37,黏土,石灰石、纯碱、石英,石灰石、黏土、石膏,原料粉碎，配比混合、高温强热，冷却成型,硅酸盐、 铝硅酸盐,Na2SiO3CaSiO34SiO2 Na2OCaO6SiO2,硅酸三钙(3CaOSiO2)、 硅酸二钙(2CaOSiO2)、 铝酸三钙(3CaOAl2O3),(6)陶瓷、玻璃、水泥的原料、反应：,A,38,新型无机非金属材料,1。碳化硅（SiC）金刚砂： 高硬度、高熔点耐磨材料,A,39,新型无机非金属材料,2。硅橡胶既耐高温又耐低温的弹性材料,A,40,新型无机非金属材料,3。光导纤维光纤：,光导纤维可传导光 图像以及美妙的音 乐信号，主要用于 远距离通信。,光