無機(jī)非金屬材料的主角--硅第四章非金屬及其化合物無機(jī)非金屬材料的主角--硅第四章非金屬及其化合物1硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的90%以上。硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、2硅ppt教學(xué)講解課件正式3硅ppt教學(xué)講解課件正式4硅ppt教學(xué)講解課件正式5氧48.6%硅26.3%鋁7.73%鐵4.75%氧48.6%硅26.3%鋁7.73%鐵4.75%6一、硅的存在：

地殼中含量位于第二。僅次于氧。

均以化合態(tài)形式存在,沒有游離態(tài)。（主要以二氧化硅和硅酸鹽是形式存在）

一、硅的存在：7二、物理性質(zhì)硅的同素異形體：晶體硅：灰黑色固體，金屬光澤，

結(jié)構(gòu)類似金剛石，熔點(diǎn)高，硬度大，具有脆性。良好的半導(dǎo)體材料。晶體硅無定形硅二、物理性質(zhì)晶體硅：灰黑色固體，金屬光澤，晶體硅8硅ppt教學(xué)講解課件正式9從原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識硅從原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識硅10硅和碳一樣,其原子既不易失去電子，也不易得到電子，所以硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,主要形成+4化合物例如:SiO2和H2SiO3及SiO32-。CSi硅和碳一樣,其原子既不易失去電子，也不易得到電子，所以11三、化學(xué)性質(zhì)最外層四個電子，不易得、也不易失電子，主要形成+4價化合物。三、化學(xué)性質(zhì)最外層四個電子，12（1）在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，只與F2、HF溶液和NaOH溶液反應(yīng)。Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2F2=SiF4Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑（1）在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，只與F213Si+O2=SiO2Si+2Cl2=SiCl4（2）在加熱或高溫下可以與Cl2、O2、C等反應(yīng)。Si+C=SiC高溫Si+O2=SiO2Si+2Cl2=14SiC:

俗稱金剛砂，具有金剛石的結(jié)構(gòu)和硬度，可做砂紙砂輪的磨料。SiC:15四、用途良好的半導(dǎo)體材料，硅太陽能電池，光電池，晶體管，光電池，硅芯片，集成電路等。硅鋼：具有導(dǎo)磁性，做變壓器的鐵芯。四、用途16下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是()A．硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B．硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)D．加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)C下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是()C17硅ppt教學(xué)講解課件正式18水晶水晶19瑪瑙瑪瑙20一、SiO2的存在二氧化硅天然的二氧化硅也叫硅石，分為晶體形和無定形。石英、水晶、瑪瑙、光導(dǎo)纖維、沙子主要成分都是二氧化硅。

一、SiO2的存在二氧化硅21SiO二、SiO2的結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)式：SiO2無分子式SiO二、SiO2的結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)式：SiO222SiO2晶體是正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個Si周圍結(jié)合4個O，同時每個O周圍結(jié)合2個Si。Si、O的個數(shù)比為1：2?；瘜W(xué)式：SiO2無分子式SiO2晶體是正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)式：SiO223天然為無色透明的晶體，熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水。三、SiO2的物理性質(zhì)天然為無色透明的晶體，三、SiO2的物理性質(zhì)24四、SiO2的化學(xué)性質(zhì)（很不活潑，與水和強(qiáng)酸都不反應(yīng)）高溫1.具有酸性氧化物的通性SiO2＋CaO=CaSiO3與強(qiáng)堿反應(yīng)：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O

硅酸鈉與堿性氧化物反應(yīng)：（SiO2＋2OH-=SiO32-＋H2O）四、SiO2的化學(xué)性質(zhì)（很不活潑，與水和強(qiáng)酸都不反應(yīng)）高溫125實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶

為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？SiO2＋2NaOH=Na2SiO3(有粘性)＋H2O想一想實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶

為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？262、特性：唯一能與之反應(yīng)的酸——

HF溶液SiO2＋4HF=

SiF4↑＋2H2O

（此反應(yīng)常用于雕刻玻璃）2、特性：唯一能與之反應(yīng)的酸——

27實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？HF能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O

想一想實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？HF能腐蝕玻璃，因此，28SiO2+2CSi+2CO↑＝高溫3、在高溫下能與還原劑反應(yīng)（可利用這個反應(yīng)制粗硅）SiO2+2CSi+2CO↑＝高溫294、與鹽反應(yīng)Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑高溫CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高溫原理：高溫條件下難揮發(fā)的酸酐可以把易揮發(fā)的酸酐從其鹽中置換出來。4、與鹽反應(yīng)Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO230五、二氧化硅的用途：石英制品五、二氧化硅的用途：石英制品31(1)可做光導(dǎo)纖維。(2)沙子是基本的建筑材料。(3)可做石英坩堝、石英鐘、石英表、

眼鏡片、化學(xué)儀器、工藝飾品等。(1)可做光導(dǎo)纖維。32四、硅的工業(yè)制法粗硅：2C+SiO2=Si+2CO↑（隔絕空氣）純硅：Si+2Cl2=SiCl4（液態(tài)，易揮發(fā)）SiCl4+2H2=Si+4HCl（高純硅）高溫四、硅的工業(yè)制法高溫33硅酸：一、H2SiO3的物性白色、膠狀、不溶于水。二、H2SiO3的化性（1）弱酸性：極弱的二元酸，比碳酸的酸性弱。硅酸：一、H2SiO3的物性白色、膠狀、不溶于水。二、H2S34與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O用H2CO3也可制得H2SiO3，可證明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

（SiO32-+H2O+CO2==CO32-+H2SiO3↓

）(H2SiO3+2OH-==SiO32-+2H2O)與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)用H2CO3也可制得H2SiO3，可證明35②不穩(wěn)定,受熱易分解

?H2SiO3==H2O+SiO2三、H2SiO3的制備（不可以由SiO2和H2O反應(yīng)制備）SiO2Na2SiO3H2SiO3NaOHCO2＋H2OHCl②不穩(wěn)定,受熱易分解?H2SiO336SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2ONa2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓反應(yīng)方程式：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2ONa2SiO37四、H2SiO3的用途見課本四、H2SiO3的用途見課本38硅酸鹽一、定義：是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一般不溶于水。二、硅酸鈉Na2SiO3（最簡單的硅酸鹽）1.物性：

白色固體，可溶于水，其水溶液為無色黏稠狀液體，具有黏性，俗稱水玻璃，或者泡花堿。不燃燒，熱穩(wěn)定性好。硅酸鹽一、定義：是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。二、硅酸39實驗4-2（硅酸鈉的阻燃性）放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象結(jié)論當(dāng)水分蒸發(fā)后不易燃燒當(dāng)水分蒸發(fā)后燃燒用水玻璃浸泡過的木條或濾紙可防火。實驗4-2（硅酸鈉的阻燃性）放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和402.化學(xué)性質(zhì)：放置在空氣中容易變質(zhì)。Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

2.化學(xué)性質(zhì)：放置在空氣中容易變質(zhì)。Na2SiO3413.用途：可做黏合劑，木材、紡織物的防腐劑、滅火劑、耐火材料等。3.用途：42三.硅酸鹽的表示方法：氧化物法：保持原有各元素化合價不變，按順序?qū)懗龈鞣N元素的氧化物。順序：

m活潑金屬氧化物·n較活潑金屬氧化物·xSiO2·yH2O三.硅酸鹽的表示方法：順序：43硅酸鈉（Na2SiO3）:Na2O·SiO2

鎂橄欖石（Mg2SiO4）:2MgO·SiO2鈣沸石（CaAl2Si3H6O13）:CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O長石（KAlSi3O8）:K2O·Al2O3·6SiO2注：若出現(xiàn)分?jǐn)?shù)，則化為整數(shù)。硅酸鈉（Na2SiO3）:Na2O·SiO2鎂橄44四、用途硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷水泥玻璃陶瓷：原料——黏土玻璃：原料——純堿、石灰石、石英水泥：原料——黏土、石灰石四、用途硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷水泥玻璃陶瓷：原料——黏土45陶瓷日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生潔具陶瓷日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生潔具46玻璃普通玻璃:以純堿、石灰石和石英為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得。玻璃無固定熔點(diǎn)。(Na2CO3)（SiO2）Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑高溫CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高溫玻璃普通玻璃:以純堿、石灰石和石47水泥以黏土和石灰石為主要原料，在水泥回轉(zhuǎn)窯中制得。水泥以黏土和石灰石為主要原料，48具有特殊功能的含硅物質(zhì)1.碳化硅（SiC俗稱金剛砂），具有金剛石的結(jié)構(gòu)。硬度很大，用作砂紙、砂輪的磨料。2.

硅鋼高導(dǎo)磁性用作變壓器鐵芯具有特殊功能的含硅物質(zhì)1.碳化硅（SiC俗稱金剛砂），具有金494.分子篩

吸附劑、催化劑

具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽3.硅橡膠良好的彈性4.分子篩

吸附劑、催化劑

具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽50硅的特性1．非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體(石墨能導(dǎo)電)，硅的晶體是良好的半導(dǎo)體材料。2．Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2C==Si＋2CO↑。3．非金屬單質(zhì)跟堿作用一般無H2放出，但Si能跟強(qiáng)堿溶液作用放出H2。Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

硅的特性514．非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。5．酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能與HF作用。6．SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3。7．無機(jī)酸一般易于溶水，但H2SiO3難溶于水。8．硅酸鈉水溶液稱泡花堿或水玻璃，但卻是鹽溶液。4．非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：S52試劑二氧化硅氫氧化鈉溶液氫氟酸濃硫酸

試劑瓶細(xì)口磨口塞廣口瓶細(xì)口塑料瓶細(xì)口橡皮塞實驗室有五種試劑，根據(jù)它們各自的性質(zhì)，必須選擇適當(dāng)?shù)脑噭┢渴⒎?，請在對?yīng)的各種試劑瓶和所裝試劑之間進(jìn)行連線。試劑試劑瓶實驗室有五種試劑，根據(jù)它們各自的性質(zhì)，必須選擇適當(dāng)535．單質(zhì)A溶于強(qiáng)堿液，A燃燒生成某高熔點(diǎn)的氧化物B，B也不溶于強(qiáng)酸而能與強(qiáng)堿反應(yīng)。B與純堿在高溫下反應(yīng)能生成C和氣體D，氣體D通入C溶液可得白色沉淀E，E放在干燥空氣中易失水變成F，F(xiàn)加熱再失水可得B。寫出分子式：A________B________C________D________E_______F________。并寫出下列反應(yīng)方程式：（1）A與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)______________________________________（2）B與純堿共熔______________________________________（3）C與D反應(yīng)______________________________________（4）F失水___________________________________________Si5．單質(zhì)A溶于強(qiáng)堿液，A燃燒