預備知識，1晶體：是有規(guī)則幾何外形的固體，晶體中原子或分子在空間按一定規(guī)律周期性排列2無定形：是指原子或分子無規(guī)則排列，無周期性，無對稱性的固體3酸性氧化物：是一類能與水作用生成相應價態(tài)的酸，或與堿作用生成鹽和水（且生成物只能有一種鹽和水），或與堿性氧化物反應生成鹽的氧化物4無機非金屬材料：是除金屬材料、高分子材料以外的所有材料的總稱。它是由硅酸鹽，鋁酸鹽，硼酸鹽等原料經(jīng)一定的工藝制備而成的材料2019年下學期長沙市第十一中學高一化學第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無機非金屬材料的主角——硅學習目標，1了解二氧化硅的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和用途2了解硅酸的制備和化學性質(zhì)，了解硅膠的形成和性質(zhì)3了解硅酸鹽的性質(zhì)及組成的表示方法4了解硅的性質(zhì)用途5了解幾種重要無機非金屬材料的生產(chǎn)及用途一、硅元素的存在及結(jié)構(gòu)1硅元素的存在：氧化合氧化物42硅的原子結(jié)構(gòu)：硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖是______，最外層有__個電子，反應中，既不容易_____電子也不容易_____電子。【注意】自然界中有游離態(tài)的碳，卻不存在游離態(tài)的硅。4失去得到二、二氧化硅1存在：石英、水晶、瑪瑙、光導纖維、沙子的主要成分是____。石英SiO22結(jié)構(gòu)：SiO2晶體是由Si和O按原子數(shù)之比為_____的比例組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。每個硅原子周圍結(jié)合4個氧原子，每個氧原子周圍結(jié)合2個硅原子。3物理性質(zhì)：熔點___；硬度___；___溶于水。1∶2高大難2019年下學期長沙市第十一中學高一化學4化學性質(zhì)：SiO2CaOCaSiO3高溫====SiO22NaOH====Na2SiO3H2OSiO24HF====SiF4↑2H2O高溫時與碳酸鹽反應：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？【提示】因為玻璃中含有SiO2，會與NaOH溶液反應生成硅酸鈉，使瓶塞與瓶口粘在一起而打不開?！鞠胍幌搿坎ＡЩǖ窨坦に囀褂昧耸裁椿瘜W試劑【化學與生活】二氧化硅二氧化碳（CO2）二氧化硅（SiO2）狀態(tài)氣態(tài)固態(tài)熔沸點熔沸點很低熔點高，硬度大水溶性微溶于水不溶于水化學性質(zhì)與水反應與堿反應與堿性氧化物反應與酸——與鹽反應Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓SiO2+Na2CO3====Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3====CaSiO3+CO2↑與碳反應用途人工降雨、滅火、飲料等光導纖維等CO2H2O====H2CO3CO22NaOH====Na2CO3H2OCO2Na2O====Na2CO3CO2CaO====CaCO3不能SiO22NaOH====Na2SiO3H2OSiO2CaO====CaSiO3高溫二氧化碳與二氧化硅的性質(zhì)對比高溫高溫SiO24HF====SiF4↑2H2OCO2C====2COSiO22C====2COSi高溫高溫5用途：1沙子是基本的建筑材料。2純凈的SiO2是現(xiàn)代光學及光纖制品的基本材料，可以制作_________。3石英和瑪瑙制作飾物和工藝品。4實驗室中使用_____坩堝。光導纖維石英石英研缽光導纖維坩堝水晶三、硅酸1制備：實驗操作實驗現(xiàn)象滴加酚酞溶液后溶液呈___色，滴加稀鹽酸后溶液變?yōu)開__色，有___________生成結(jié)論Na2SiO3溶液呈___性；滴加稀鹽酸后反應的化學方程式為_____________________________紅無白色膠狀物堿Na2SiO32HCl====2NaClH2SiO3↓三、硅酸2性質(zhì)：1弱酸性：向Na2SiO3溶液中通入CO2，生成白色沉淀：Na2SiO3CO2H2O====H2SiO3↓Na2CO3。Na2SiO32CO22H2O====H2SiO3↓2NaHCO3結(jié)論：H2SiO3酸性比H2CO3酸性更___。2不穩(wěn)定性。H2SiO3不穩(wěn)定，受熱易分解：H2SiO3SiO2H2O。弱△====請設計實驗證明【注意】硅酸不能使紫色石蕊試液變色。3硅膠：干燥催化【注意】硅酸是中學階段唯一難溶性酸。2分別通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③CaOH2溶液；④飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是（）A①②③④B②④C①②③D②③2下列反應能說明二氧化硅是酸性氧化物的是（）22C=====Si2CO↑22NaOH=====Na2SiO3H2O24HF=====SiF4↑2H2O2CaCO3=====CaSiO3CO2↑【及時鞏固】BB四、硅酸鹽1硅酸鹽的組成和性質(zhì)：穩(wěn)定Na2O?SiO2硅酸鹽組成的表示順序：活潑金屬氧化物·較活潑金屬氧化物·SiO2·H2O，化合價低的金屬氧化物放在前面。（1）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。如：硅酸鈉（Na2SiO3Na2O·SiO2鎂橄欖石（Mg2SiO4）2MgO·SiO2鈣沸石CaAl2Si3O10·3H2OCaO·Al2O3·3SiO2·3H2O（2）除氧元素外，其他元素的原子個數(shù)比符合原來的組成，配置出現(xiàn)分數(shù)時應化為整數(shù)。2常見的硅酸鹽——Na2SiO3：水玻璃Na2SiO32HCl====2NaClH2SiO3↓硅酸鈉的性質(zhì)實驗取兩個小木條或濾紙條，分別放入蒸餾水和Na2SiO3飽和溶液中，使之充分吸濕、浸透，取出稍瀝干（不再滴液）后，同時分別放置在酒精燈外焰處。觀察現(xiàn)象。放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象結(jié)論當水分蒸發(fā)后燃燒當水分蒸發(fā)后不易燃燒用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火（制備木材防火劑的原料）（1）玻璃：普通玻璃:以純堿Na2CO3、石灰石和石英SiO2為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得。Na2CO3SiO2====Na2SiO3CO2↑CaCO3SiO2====CaSiO3CO2↑②主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2Na2O?CaO?6SiO23硅酸鹽工業(yè)①有關反應的化學方程式：高溫高溫以黏土和石灰石為主要原料經(jīng)研磨、混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，再加入適量石膏，研成細粉就得到水泥。石膏的作用是調(diào)節(jié)水泥硬化速度。（2）水泥：（3）傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷：傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷是以黏土為原料，經(jīng)高溫燒結(jié)而成。日常生活中常見的陶瓷有日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生潔具等?！拘〗Y(jié)】三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品主要原料主要設備主要成分水泥石灰石、黏土水泥回轉(zhuǎn)窯3CaO·SiO2,2CaO·SiO2,3CaO·Al2O3玻璃

、

、石英玻璃窯Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土Al2O3·2SiO2·2H2O純堿石灰石4特殊功能的含硅物質(zhì)：1金剛砂SiC具有類似_______的結(jié)構(gòu)，硬度很大，可用作砂紙、砂輪磨料。2硅鋼含Si4%具有很高的_______，主要用作變壓器鐵芯。3硅橡膠，既耐高溫又耐低溫，用于制造火箭、導彈的零件。金剛石導磁性4人工制造的分子篩具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽，主要用作吸附劑和_______。催化劑①碳化硅②硅鋼③硅橡膠④分子篩五、硅單質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)1形態(tài)及結(jié)構(gòu)：晶體硅2主要性質(zhì)：1物理性質(zhì)：晶體硅是有金屬光澤的灰黑色固體，熔點___、硬度___，有脆性、導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的_______材料。高大半導體2019年下學期長沙市第十一中學高一化學3化學性質(zhì)：在常溫下,硅的化學性質(zhì)不活潑,除氟氣、氫氟酸和強堿外,硅不跟其他物質(zhì)如氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等起反應。Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2Si+4HF====SiF4+2H2Si+2F2====SiF4SiO2SiO2△====2019年下學期長沙市第十一中學高一化學SiO22C====Si2CO↑高溫粗硅提純：Si2Cl2====SiCl4高溫SiCl42H2====Si4HCl高溫4工業(yè)制粗硅：2019年下學期長沙市第十一中學高一化學5硅的用途硅芯片是各種計算機、微電子產(chǎn)品的核心。硅太陽能電池晶體硅的導電性介于導體和半導體之間,是良好的半導體材料,硅是信息技術的關鍵材料。【題組過關】1下列有關硅及其化合物的說法正確的是A晶體硅具有金屬光澤，可以導電，屬于金屬材料B常溫下，硅的化學性質(zhì)穩(wěn)定，所以自然界中的硅大部分以游離態(tài)存在2不能與任何酸反應3可加入適量的稀鹽酸D2下列應用利用了硅化學性質(zhì)的是A用硅制造集成電路、晶體管等半導體器件B制造石英鐘的原料C在野外，用硅、熟石灰、燒堿的混合物制取氫氣：SiCaOH22NaOH====Na2SiO3CaO2H2↑D硅在煉鋼爐中作氧化劑：2FeOSi2FeSiO2C3下列關于硅和硅的化合物的敘述，不正確的是①二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，都是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)②硅是地殼中含量最多的非金屬元素③晶體硅是良好的半導體材料D④二氧化硅是制造光導纖維的重要原料⑤SiO2分子是由兩個氧原子和一個硅原子組成的⑥SiO2是酸性氧化物，它可溶于水生成硅酸A①②⑥B①⑤⑥C③④⑤⑥D(zhuǎn)②⑤⑥是一種裝飾品的主要成分，根據(jù)如圖轉(zhuǎn)化關系，回答下列問題。1A的用途：________任寫一種，B是__________，D是__________。2寫出化學方程式：①__