1、無機(jī)非金屬材料主角硅課件硅元素硅元素(silicon)在地殼中的含量在地殼中的含量 硅和氧是構(gòu)成地殼基本骨架硅和氧是構(gòu)成地殼基本骨架的非金屬元素。的非金屬元素。SiSi推出：推出：+4+4價(jià)價(jià)思考：碳、硅原子具有怎樣的結(jié)構(gòu)？思考：碳、硅原子具有怎樣的結(jié)構(gòu)？C C氧化物氧化物：CO2、SiO2 含氧酸含氧酸：H2CO3、H2SiO3碳碳-統(tǒng)治了有機(jī)界：碳是構(gòu)成有統(tǒng)治了有機(jī)界：碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素。機(jī)物的主要元素。硅硅-統(tǒng)治了無機(jī)礦物界：硅是構(gòu)統(tǒng)治了無機(jī)礦物界：硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素。成巖石與許多礦物的基本元素。 硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙

2、子和土地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的壤、約占地殼總量的90%以上。以上。 一、二氧化硅一、二氧化硅硅石硅石天然二氧化硅也叫硅石。天然二氧化硅也叫硅石。 一種堅(jiān)硬難熔的固體。一種堅(jiān)硬難熔的固體。約占地殼質(zhì)量的約占地殼質(zhì)量的12%。硅石硅石結(jié)晶形（石英）結(jié)晶形（石英）無定形（硅藻土）無定形（硅藻土）水晶水晶瑪瑙瑪瑙硅石硅石硅礦山硅礦山 堅(jiān)硬難熔的固體，熔沸點(diǎn)比較堅(jiān)硬難熔的固體，熔沸點(diǎn)比較高，不溶于水，硬度比較大。高，不溶于水，硬度比較大。（1 1）物理性質(zhì)：）物理性質(zhì)：比較比較COCO2 2： 無色無味的氣體，熔沸點(diǎn)比無色無味的氣體，熔沸點(diǎn)比較低，能溶于水。較低，能溶于水。SiOS

3、iO2 2常溫下性質(zhì)很穩(wěn)定常溫下性質(zhì)很穩(wěn)定。不與水反應(yīng)不與水反應(yīng) （2 2）化學(xué)性質(zhì)：）化學(xué)性質(zhì)： 實(shí)驗(yàn)室盛裝實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOHNaOH溶液的溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？塞，你知道為什么嗎？SiOSiO2 2NaNa2 2SiOSiO3 3NaOHNaOH（2 2）SiO2 + CaO = CaSiO3 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O高溫高溫（1 1）酸性氧化物）酸性氧化物 防止玻璃中的防止玻璃中的SiOSiO2 2與與NaOHNaOH溶液反應(yīng)生成溶液反應(yīng)生成粘稠的粘稠的NaNa2 2SiOSiO3 3，使瓶塞和瓶口粘在一

4、起。，使瓶塞和瓶口粘在一起。弱氧化性弱氧化性高溫高溫SiO2 + 2C = Si + 2CO （4 4）與氫氟酸（）與氫氟酸（HF）反應(yīng)反應(yīng)-特例特例SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O（特性）（特性）（3 3）在高溫下與碳酸鹽的反應(yīng)）在高溫下與碳酸鹽的反應(yīng)SiO2 + Na2CO3 = CO2 + Na2SiO3高溫高溫SiO2 + CaCO3 = CO2 + CaSiO3高溫高溫玻璃雕刻工藝玻璃雕刻工藝SiO2與與CO2性質(zhì)對(duì)比性質(zhì)對(duì)比思考：思考： SiO2有哪些用途有哪些用途光學(xué)纖維胃鏡光學(xué)纖維胃鏡 石石 英英 制制 品品二二. . 硅酸硅酸（H2SiO3） 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：向飽

5、和向飽和Na2SiO3溶液中溶液中,滴入酚酞滴入酚酞,再滴入稀鹽酸。再滴入稀鹽酸?，F(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論方程式方程式 滴入酚酞溶液呈紅色，滴入酚酞溶液呈紅色，滴入鹽酸有透明的硅酸凝膠產(chǎn)生滴入鹽酸有透明的硅酸凝膠產(chǎn)生 Na2SiO3呈堿性，硅酸難溶于水。呈堿性，硅酸難溶于水。Na2SiO3+2HCl = H2SiO3(膠體膠體)+2NaCl實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究1 1：由：由SiOSiO2 2制取硅酸？制取硅酸？ 實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究2 2：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較硅比較硅酸和碳酸的酸性酸和碳酸的酸性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2：將將CO2通入通入Na2SiO3溶液中溶液中現(xiàn)象：現(xiàn)象：透明的硅酸凝膠生成透明的硅酸凝膠生成方程式：方

6、程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 (膠體膠體)+Na2CO3你的結(jié)論：你的結(jié)論：硅酸是一種很弱的酸，酸性比碳酸弱硅酸是一種很弱的酸，酸性比碳酸弱總結(jié)總結(jié) 硅酸的制?。嚎扇苄怨杷猁}與酸反應(yīng)。硅酸的制?。嚎扇苄怨杷猁}與酸反應(yīng)。 硅酸的物理性質(zhì)：白色不溶于水的膠狀固體，硅酸的物理性質(zhì)：白色不溶于水的膠狀固體， 硅酸的化學(xué)性質(zhì)：硅酸的化學(xué)性質(zhì)： （1）、弱酸性：）、弱酸性： 酸性比碳酸弱。酸性比碳酸弱。 （2）、不穩(wěn)定性：）、不穩(wěn)定性：H2SiO3=SiO2+H2O硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水就形成干膠，稱為硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水就形成干膠，稱為“硅膠硅膠”。 硅膠多孔，吸附水份能力強(qiáng)，常用作實(shí)硅

7、膠多孔，吸附水份能力強(qiáng)，常用作實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品，瓶裝藥品等的干燥劑，驗(yàn)室和袋裝食品，瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。也可以用作催化劑的載體。硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，一般都不溶于水。硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，一般都不溶于水。 最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉（最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉（Na2SiO3），其水溶液），其水溶液 俗稱為水玻璃，可用作肥皂填料、木材防火劑等俗稱為水玻璃，可用作肥皂填料、木材防火劑等放入蒸餾水放入蒸餾水現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論水份蒸發(fā)后燃燒水份蒸發(fā)后燃燒放入放入Na2SiO3溶液溶液水份蒸發(fā)后不燃燒水份蒸發(fā)后不燃燒水份蒸發(fā)后，水份蒸發(fā)后，失去防火作用失去防火作用防火效果好防火效果好用作防火

8、劑用作防火劑三、硅酸鹽三、硅酸鹽實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-2活潑金屬氧化物活潑金屬氧化物 較活潑金屬氧化較活潑金屬氧化物物. 二氧化硅二氧化硅 水水CaOAl2O333SiO233H2ONa2OSiO2Al2O322SiO222H2OCa(Al2Si3O10) 3H2O 鈣沸石鈣沸石高嶺石高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4正長石正長石KAlSi3O8K2O Al2O3 6SiO2Na2SiO3硅酸鈉硅酸鈉注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1、氧化物之間用、氧化物之間用 “” 隔開隔開 2、前后原子個(gè)數(shù)守恒、前后原子個(gè)數(shù)守恒 3、按金屬活潑順序、按金屬活潑順序 4、系數(shù)為分?jǐn)?shù)時(shí)化為整數(shù)、系數(shù)為分?jǐn)?shù)時(shí)化為整數(shù)硅酸鹽的化學(xué)式

9、常用氧化物的形式表示硅酸鹽的化學(xué)式常用氧化物的形式表示無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃t硅酸鹽產(chǎn)品簡介：硅酸鹽產(chǎn)品簡介：產(chǎn)品產(chǎn)品主要原料主要原料 主要設(shè)備主要設(shè)備反應(yīng)反應(yīng)條件條件主要反應(yīng)或主要成分主要反應(yīng)或主要成分主要主要性質(zhì)性質(zhì)水泥水泥粘土、粘土、石灰石、石灰石、(石膏石膏)適量適量水泥回轉(zhuǎn)窯水泥回轉(zhuǎn)窯高溫高溫硅酸三鈣：硅酸三鈣：3CaOSiO2硅酸二鈣：硅酸二鈣：2CaOSiO2鋁酸三鈣：鋁酸三鈣：3CaOAl2O3水硬性水硬性玻璃玻璃 純純 堿堿石灰石石灰石石石 英英 玻璃窯玻璃窯高溫高溫Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+S

10、iO2=CaSiO3+CO2成分：成分： Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2 1.物理性質(zhì)物理性質(zhì) 結(jié)構(gòu)類似金剛石，是硬結(jié)構(gòu)類似金剛石，是硬而脆的灰黑色固體而脆的灰黑色固體, 熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高,硬度大。硬度大。2.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑Si + O2 = SiO2但常溫下能與堿反應(yīng)但常溫下能與堿反應(yīng)Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 四、硅單質(zhì)四、硅單質(zhì)常溫下能與氟氣，氟化氫反應(yīng)常溫下能與氟氣，氟化氫反應(yīng) Si + 2 F2 = SiF4Si + 4H F = SiF4+2H23.制法制法SiO2 + 2C = Si + 2CO(石英砂石英砂) (焦炭焦炭) (粗硅粗硅)Si(粗粗) + 2Cl2 = SiCl4SiCl4 + 2H2 = Si(純純) + 4HCl高溫高溫電爐電爐加熱加熱高溫高溫4.用途用途 晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間,是良是良好的好的