无机非金属材料的主角——硅

人面鱼纹盆人面鱼纹盆人面鱼纹盆人面鱼纹盆无机非金属材料的主角——硅二氧化硅和硅酸人面鱼纹盆人面鱼纹盆我们生存的地球，组成它坚硬的地壳的物质有哪些？——岩石、沙子、土壤的主要成分是硅的氧化物及硅酸盐。岩石、沙子、土壤人面鱼纹盆人面鱼纹盆一、硅在地壳中的含量2.自然界硅元素主要存在于:岩石、沙子和土壤1.地壳中的含量:仅次于氧，排在第二位.人面鱼纹盆人面鱼纹盆硅在元素周期表中的位置研究硅元素可别忘了我人面鱼纹盆人面鱼纹盆碳和硅的比较原子结构相似点不同点最外层电子数都是4个电子，原子既不容易失电子也不容易得到电子.主要形成四价(+4价)的化合物。碳是构成有机物的主要元素硅是构成岩石与许多矿物的主要元素【思考】碳、硅在自然存在形式有什么不同？人面鱼纹盆人面鱼纹盆硅的存在状态碳的存在形式：3.自然界硅存在的形态:硅在自然界无单质状态只有化合态：如硅的氧化物和硅酸盐硅的存在形式：因为硅的亲氧能力比碳更强，在自然界中总是与氧相互化合的，主要以SiO2及硅酸盐形式存在。单质、氧化物（CO2）、碳酸盐氧化物（SiO2）、硅酸盐人面鱼纹盆人面鱼纹盆一、二氧化硅无色透明无定形(硅藻土)结晶形（石英）地球上存在的天然二氧化硅称为（统称为）硅石硅石彩色环带或层状水晶玛瑙存在形态P74沙子人面鱼纹盆人面鱼纹盆结构——立体网状结构（了解，不要求）一、二氧化硅（SiO2）[SiO4]四面体结构SiO2(化学式)立体网状结构决定了具有优良的物理和化学性质OSi可见Si、O个数比为1：2人面鱼纹盆人面鱼纹盆二氧化硅的用途一、二氧化硅基本的建筑材料、装饰品、坩埚、光导纤维等石英制品玛瑙制品光导纤维人面鱼纹盆人面鱼纹盆水晶制品人面鱼纹盆人面鱼纹盆物理性质（硬度、熔点、水溶性）化学性质一、二氧化硅硬度大、熔点高、不溶于水1.类别：①与强碱反应生成盐和水②与碱性氧化物反应生成盐SiO2+2NaOH＝Na2SiO3(有粘性)+H2OSiO2+CaOCaSiO3高温酸性氧化物——具有酸性氧化物的通性人面鱼纹盆人面鱼纹盆一、二氧化硅此反应常用于雕刻玻璃2.特性——与氢氟酸HF反应SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O思考：SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,能否推断SiO2为两性氧化物？SiO2+2C＝高温3.在高温下能与还原剂反应，表现弱氧化性Si+2CO↑SiO2虽然能与HF发生反应，但是生成的氟化硅不是盐，而且HF是唯一能与之发生反应的酸，所以二氧化硅不属于两性氧化物人面鱼纹盆人面鱼纹盆思考与交流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？实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？一、二氧化硅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反应生成粘性的Na2SiO3，使瓶塞与瓶口粘合无法打开。人面鱼纹盆人面鱼纹盆【小结】二氧化硅的性质二氧化碳CO2二氧化硅SiO2状态气态固态熔点、沸点很低熔点高，硬度大水溶性微溶于水不溶于水化学性质与酸——用途人工降雨，灭火，饮料装饰、石英坩埚、光纤与水反应与碱性氧化物反应与碱反应CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3不能能与强碱反应能与氢氟酸反应高温SiO2＋CaO=CaSiO3人面鱼纹盆人面鱼纹盆练习下列叙述正确的是（）A.自然界中，硅主要以有游离态的形式存在B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化学性质活泼，能跟强酸或强碱的溶液发生化学反应D.自然界中的二氧化硅都存在于石英中在一定条件下，①焦炭②水③氧化钙④氢氟酸⑤盐酸⑥氢氧化钾⑦氯化亚铁⑧氮气，不能和二氧化硅反应的是（）A.③⑤⑦⑧B.②⑤⑦⑧C.⑤⑧D.⑤BB人面鱼纹盆人面鱼纹盆无机非金属材料的主角——硅硅酸、硅酸盐人面鱼纹盆人面鱼纹盆二、硅酸（H2SiO3）物理性质制备提示：CO2＋H2O＝H2CO3，但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3。利用可溶性的硅酸盐&比硅酸强的酸反应制得H2SiO3在水中溶解度很小，是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。人面鱼纹盆人面鱼纹盆二、硅酸（H2SiO3）现象结论化学方程式滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生a.Na2SiO3溶液呈碱性，b.可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，c.先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d.静置则形成硅酸沉淀。Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓SiO32-+2H+=H2SiO3↓离子方程式人面鱼纹盆人面鱼纹盆二、硅酸（H2SiO3）活动与探究：硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，请设计实验证明。把CO2通入Na2SiO3溶液中，观察发生的现象？提示：用H2CO3可制得H2SiO3，可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓人面鱼纹盆人面鱼纹盆化学性质二、硅酸（H2SiO3）（1）酸性太弱，只能与强碱发生中和反应H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O（2）不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解∆H2SiO3=H2O+SiO2人面鱼纹盆人面鱼纹盆（双选）下列有关硅酸的说法正确的是（）A.硅酸受热易分解生成二氧化硅和水B.可用硅酸钠溶液与硫酸反应制备硅酸C.因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应D.硅胶有毒，不能用于食品干燥二、硅酸（H2SiO3）AB人面鱼纹盆人面鱼纹盆ThankYou!人面鱼纹盆人面鱼纹盆无机非金属材料的主角——硅硅酸盐人面鱼纹盆人面鱼纹盆定义性质组成表示（复杂硅酸盐）一、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属组成的化合物的总称大多数不溶于水，化学性质稳定人面鱼纹盆人面鱼纹盆Na2SiO3Na2O·SiO2Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O金属氧化物写在前面,再写SiO2,最后写H2O；氧化物之间用“·”隔开。要领：两边原子个数守恒格式：金属氧化物二氧化硅水(系数出现分数应化为整数)2)硅酸盐的氧化物法P77资料卡片拆分原则人面鱼纹盆人面鱼纹盆练习：把下列式子改写成氧化物的形式1.蛇纹石:H4Mg3Si2O92.钙长石:CaAl2SiO63.石棉:CaMg3Si4O124.长石:KAlSi3O85.普通玻璃:CaNa2Si6O146.黏土:Al2(Si2O5)(OH)43MgO·2SiO2·2H2OCaO·Al2O3·SiO2CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2Na2O·CaO·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O人面鱼纹盆人面鱼纹盆1、硅酸钠（Na2SiO3）硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。实验4-2放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后不易燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火人面鱼纹盆人面鱼纹盆化学性质1、硅酸钠（Na2SiO3）②与盐反应①与酸反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3↓+2NaCl思考：硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象？为什么？人面鱼纹盆人面鱼纹盆2、用途以黏土为原料陶瓷人面鱼纹盆人面鱼纹盆2、用途普通玻璃:以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。(Na2CO3)（SiO2）玻璃人面鱼纹盆人面鱼纹盆2、用途水泥以黏土和石灰石为主要原料人面鱼纹盆人面鱼纹盆具有特殊功能的含硅物质硅钢（铁合金）导磁性良好，用作变压器铁芯碳化硅（SiC俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。人面鱼纹盆人面鱼纹盆人造骨生物陶瓷具有特殊功能的含硅物质人面鱼纹盆人面鱼纹盆二、硅单质灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，是重要的半导体材料。人面鱼纹盆人面鱼纹盆硅单质是从它的氧化物中提取出来的，主要化学反应如下：①2C(焦炭)+SiO2(石英砂)=Si(粗硅)+2CO↑粗硅转变为纯硅（常用方法）：②Si(粗)+2Cl2=SiCl4；③SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl高温△高温二、硅单质制备人面鱼纹盆人面鱼纹盆根据以上反应，回答下列问题：（1）在制取粗硅的反应中，焦炭的作用是___________________________。（2）在由粗硅制取纯硅的反应中，反应②属于______________反应（填四种基本反应类型）；反应③属于_______________反应（填四种基本反应类型）；H2的作用是____________。二、硅单质还原剂氧化还原/化合氧化还原/置换还原剂人面鱼纹盆人面鱼纹盆二、硅单质化学性质（了解）Si＋O2SiO2高温②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑人面鱼纹盆人面鱼纹盆练习有下列物品或设备：①陶瓷餐具②砖瓦③水泥路桥④门窗玻璃⑤水晶镜片⑥石英钟表⑦玛瑙手镯⑧硅太阳能电池⑨石英光导纤维⑩计算机芯片（1）用到硅单质的是___________________（2）所用材料为SiO2或要用到SiO2的是_______________________（3）所用材料为硅酸盐的是______________⑧⑩⑤⑥⑦⑨①②③④人面鱼纹盆人面鱼纹盆关于硅及其化合物的叙述中，错误的是（）A.硅是良好的半导体材料B.二氧化硅能与石灰石反应：SiO2+CaCO3====CaSiO3+CO2↑C.可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2+2C====Si+2CO↑D.硅的化学性质活泼，在自然界中主要以化合态的形式存在高温高温D人面鱼纹盆人面鱼纹盆ThankYou!