關(guān)于無機(jī)非金屬材料的主角——硅無機(jī)非金屬材料的主角——硅二氧化硅和硅酸第2頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

我們生存的地球，組成它堅硬的地殼的物質(zhì)有哪些？——巖石、沙子、土壤的主要成分是硅的氧化物及硅酸鹽。巖石、沙子、土壤第3頁,共41頁，2024年2月25日，星期天一、硅在地殼中的含量

2.自然界硅元素主要存在于:巖石、沙子和土壤1.地殼中的含量:僅次于氧，排在第二位.第4頁,共41頁，2024年2月25日，星期天硅在元素周期表中的位置研究硅元素可別忘了我第5頁,共41頁，2024年2月25日，星期天碳和硅的比較原子結(jié)構(gòu)相似點不同點最外層電子數(shù)都是4個電子，原子既不容易失電子也不容易得到電子.主要形成四價(+4價)的化合物。碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的主要元素【思考】碳、硅在自然存在形式有什么不同？第6頁,共41頁，2024年2月25日，星期天硅的存在狀態(tài)碳的存在形式：3.自然界硅存在的形態(tài):硅在自然界無單質(zhì)狀態(tài)

只有化合態(tài)：如硅的氧化物和硅酸鹽硅的存在形式：因為硅的親氧能力比碳更強(qiáng)，在自然界中總是與氧相互化合的，主要以SiO2及硅酸鹽形式存在。單質(zhì)、氧化物（CO2）、碳酸鹽氧化物（SiO2）、硅酸鹽第7頁,共41頁，2024年2月25日，星期天一、二氧化硅無色透明無定形(硅藻土)結(jié)晶形（石英）地球上存在的天然二氧化硅稱為（統(tǒng)稱為）硅石硅石彩色環(huán)帶或?qū)訝钏К旇Т嬖谛螒B(tài)P74沙子第8頁,共41頁，2024年2月25日，星期天結(jié)構(gòu)——立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（了解，不要求）一、二氧化硅（SiO2）[SiO4]四面體結(jié)構(gòu)SiO2(化學(xué)式)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了

具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)OSi可見Si、O個數(shù)比為1：2第9頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二氧化硅的用途一、二氧化硅基本的建筑材料、裝飾品、坩堝、光導(dǎo)纖維等石英制品瑪瑙制品光導(dǎo)纖維第10頁,共41頁，2024年2月25日，星期天水晶制品第11頁,共41頁，2024年2月25日，星期天物理性質(zhì)（硬度、熔點、水溶性）化學(xué)性質(zhì)一、二氧化硅硬度大、熔點高、不溶于水1.類別：①與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水②與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽

SiO2+2NaOH＝Na2SiO3

(有粘性)+H2OSiO2+CaOCaSiO3

高溫酸性氧化物——具有酸性氧化物的通性第12頁,共41頁，2024年2月25日，星期天一、二氧化硅此反應(yīng)常用于雕刻玻璃2.特性——與氫氟酸HF反應(yīng)

SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O思考：SiO2既可與堿反應(yīng),也能與氫氟酸反應(yīng),能否推斷SiO2為兩性氧化物？SiO2+2C＝高溫3.在高溫下能與還原劑反應(yīng)，表現(xiàn)弱氧化性Si+2CO↑SiO2雖然能與HF發(fā)生反應(yīng)，但是生成的氟化硅不是鹽，而且HF是唯一能與之發(fā)生反應(yīng)的酸，所以二氧化硅不屬于兩性氧化物第13頁,共41頁，2024年2月25日，星期天思考與交流實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？一、二氧化硅

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。

NaOH溶液能與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成粘性的Na2SiO3，使瓶塞與瓶口粘合無法打開。第14頁,共41頁，2024年2月25日，星期天【小結(jié)】二氧化硅的性質(zhì)

二氧化碳CO2二氧化硅SiO2

狀態(tài)氣態(tài)固態(tài)熔點、沸點很低熔點高，硬度大水溶性微溶于水不溶于水化學(xué)性質(zhì)與酸——用途人工降雨，滅火，飲料裝飾、石英坩堝、光纖與水反應(yīng)與堿性氧化物反應(yīng)與堿反應(yīng)CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3不能能與強(qiáng)堿反應(yīng)能與氫氟酸反應(yīng)高溫SiO2＋CaO=CaSiO3第15頁,共41頁，2024年2月25日，星期天練習(xí)下列敘述正確的是（）A.自然界中，硅主要以有游離態(tài)的形式存在B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)活潑，能跟強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.自然界中的二氧化硅都存在于石英中在一定條件下，①焦炭②水③氧化鈣④氫氟酸⑤鹽酸⑥氫氧化鉀⑦氯化亞鐵⑧氮氣，不能和二氧化硅反應(yīng)的是（）A.③⑤⑦⑧B.②⑤⑦⑧C.⑤⑧D.⑤BB第16頁,共41頁，2024年2月25日，星期天無機(jī)非金屬材料的主角——硅硅酸、硅酸鹽第17頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二、硅酸（H2SiO3）物理性質(zhì)制備提示：CO2＋H2O＝H2CO3

，但是SiO2不能與水直接化合成H2SiO3。利用可溶性的硅酸鹽&比硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)制得

H2SiO3在水中溶解度很小，是一種不溶性酸，是一種白色固體，其酸性比H2CO3還弱。第18頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二、硅酸（H2SiO3）現(xiàn)象結(jié)論化學(xué)方程式滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無色，同時有白色膠狀沉淀產(chǎn)生

a.Na2SiO3溶液呈堿性，b.可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，c.先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠，d.靜置則形成硅酸沉淀。Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓SiO32-+2H+=H2SiO3↓離子方程式第19頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二、硅酸（H2SiO3）活動與探究：硅酸是一種比碳酸還要弱的酸，請設(shè)計實驗證明。把CO2通入Na2SiO3溶液中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象？提示：用H2CO3可制得H2SiO3

，可證明H2SiO3

的酸性比H2CO3弱。SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3↓

Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓

第20頁,共41頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)性質(zhì)二、硅酸（H2SiO3）（1）酸性太弱，只能與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)

H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O（2）不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定），受熱易分解?H2SiO3=H2O+SiO2第21頁,共41頁，2024年2月25日，星期天（雙選）下列有關(guān)硅酸的說法正確的是（）

A.硅酸受熱易分解生成二氧化硅和水B.可用硅酸鈉溶液與硫酸反應(yīng)制備硅酸

C.因為硅酸難溶于水，所以它不能與NaOH溶液反應(yīng)

D.硅膠有毒，不能用于食品干燥二、硅酸（H2SiO3）AB第22頁,共41頁，2024年2月25日，星期天ThankYou!第23頁,共41頁，2024年2月25日，星期天無機(jī)非金屬材料的主角——硅硅酸鹽第24頁,共41頁，2024年2月25日，星期天定義性質(zhì)組成表示（復(fù)雜硅酸鹽）一、硅酸鹽硅酸鹽是由硅、氧、金屬組成的化合物的總稱大多數(shù)不溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定第25頁,共41頁，2024年2月25日，星期天Na2SiO3Na2O·SiO2

Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O金屬氧化物寫在前面,再寫SiO2

,最后寫H2O；氧化物之間用“·”隔開。要領(lǐng)：兩邊原子個數(shù)守恒

格式：金屬氧化物二氧化硅水

(系數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù))2)硅酸鹽的氧化物法P77資料卡片拆分原則第26頁,共41頁，2024年2月25日，星期天練習(xí)：把下列式子改寫成氧化物的形式

1.蛇紋石:H4Mg3Si2O9

2.鈣長石:CaAl2SiO6

3.石棉:CaMg3Si4O12

4.長石:KAlSi3O8

5.普通玻璃:CaNa2Si6O14

6.黏土:Al2(Si2O5)(OH)43MgO·2SiO2·2H2OCaO·Al2O3·SiO2CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2Na2O·CaO·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O第27頁,共41頁，2024年2月25日，星期天1、硅酸鈉（Na2SiO3）硅酸鈉（Na2SiO3),

其水溶液俗稱水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。實驗4-2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)后燃燒當(dāng)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第28頁,共41頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)性質(zhì)1、硅酸鈉（Na2SiO3）②與鹽反應(yīng)①與酸反應(yīng)Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3↓+2NaCl思考：硅酸鈉水溶液久置在空氣中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？第29頁,共41頁，2024年2月25日，星期天2、用途以黏土為原料陶瓷第30頁,共41頁，2024年2月25日，星期天2、用途普通玻璃: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。(Na2CO3)（SiO2

）玻璃第31頁,共41頁，2024年2月25日，星期天2、用途水泥以黏土和石灰石為主要原料第32頁,共41頁，2024年2月25日，星期天具有特殊功能的含硅物質(zhì)硅鋼（鐵合金）導(dǎo)磁性良好，用作變壓器鐵芯碳化硅（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。第33頁,共41頁，2024年2月25日，星期天人造骨生物陶瓷具有特殊功能的含硅物質(zhì)第34頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二、硅單質(zhì)灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體，是重要的半導(dǎo)體材料。第35頁,共41頁，2024年2月25日，星期天硅單質(zhì)是從它的氧化物中提取出來的，主要化學(xué)反應(yīng)如下：①2C(焦炭)+SiO2(石英砂)=Si(粗硅)+2CO↑粗硅轉(zhuǎn)變?yōu)榧児瑁ǔＳ梅椒ǎ孩赟i(粗)+2Cl2=SiCl4；③SiCl4+2H2=Si(純)+4HCl高溫△高溫二、硅單質(zhì)制備P819第36頁,共41頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)以上反應(yīng)，回答下列問題：（1）在制取粗硅的反應(yīng)中，焦炭的作用是___________________________。（2）在由粗硅制取純硅的反應(yīng)中，反應(yīng)②屬于______________反應(yīng)（填四種基本反應(yīng)類型）；反應(yīng)③屬于_______________反應(yīng)（填四種基本反應(yīng)類型）；H2的作用是____________。二、硅單質(zhì)還原劑氧化還原/化合氧化還原/置換

還原劑第37頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二、硅單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)（了解）Si＋O2SiO2②在高溫條件下,單質(zhì)硅能與O2和Cl2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)