无机非金属材料的主角---硅

化学无机非金属材料的主角---硅人教版化学必修一第四章第一节感受硅元素的发展史！含量：地壳中含量最多的元素是____，其次是____。OSi知识回顾：存在形态：硅是亲氧元素，全部以化合态存在于自然界。硅与碳的原子结构：相似：硅原子和碳原子的最外电子层均有4个电子，其原子既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。Si+14842+642C碳—统治有机界：碳是构成有机物的主要元素。不同：硅—统治无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。一、二氧化硅硅石无定形结晶形1.存在形态：（硅藻土）(石英)水晶玛瑙SiO2的天然存在：水晶(纯净的二氧化硅)玛瑙SiO2石英坩埚玛瑙饰品光导纤维光学纤维胃镜水晶饰品2.用途：3.物理性质：化学稳定性:通常条件下，化学性质_____。大难溶于水稳定思考与交流：根据SiO2的存在和应用，分析SiO2的物理性质？化学稳定性如何?大高熔点：_____硬度：_____溶解性：_________1.晶体中只有Si和O原子,没有分子。2.通常用SiO2来表示二氧化硅。科学视野4.晶体结构：1.从物质组成和性质角度来分类，SiO2属于哪类物质？2.对比二氧化碳，SiO2可能具有哪些化学性质？CO2+CaO==CaCO3①SiO2是酸性氧化物与碱性氧化物反应生成盐SiO2+CaO==CaSiO3高温实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸钠会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。硅酸钠，水溶液俗名“水玻璃”，具有黏性，可用作粘合剂，也可用来制备硅胶和木材防火剂等。与强碱反应生成盐和水SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+H2O=H2CO3CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3CO2+C==2CO△5.化学性质:④与C的反应SiO2+2C==Si+2CO↑③与某些盐的反应SiO2+Na2CO3==Na2SiO3+CO2↑高温SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2↑高温②SiO2不溶于水，不能与水反应生成硅酸。HF是唯一可以与SiO2发生反应的酸，此反应用来雕刻玻璃。SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O⑤与HF的反应（SiO2的特性）高温在玻璃表面涂上一层石蜡在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸洗掉酸并去掉石蜡用氢氟酸“刻”出的玻璃工艺品2、实验室能不能用玻璃瓶盛装氢氟酸？不能。HF能腐蚀玻璃，要用塑料瓶装，制取HF也不能用玻璃器皿而要用铅皿。1、某同学根据SiO2既可与氢氧化钠反应，也能与氢氟酸反应，推断SiO2为两性氧化物。是否正确?不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不能与一般的酸反应，生成的SiF4也不属于盐，所以SiO2只属于酸性氧化物。【思考与交流】CO2SiO2状态物理性质CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+4HF=SiF4↑+2H2O气态固态熔点低熔点高，硬度大CO2+CaO=CaCO3与碱性氧化物与强碱二氧化硅与CO2的比较与氢氟酸与水化学性质SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O高温SiO2+CaO==CaSiO3酸性氧化物特殊性SiO2+2C=Si+2CO↑高温CO2+C=2CO高温弱氧化性1.硅酸的性质硅酸是一种白色粉末状的固体不溶于水是一种弱酸，酸性比碳酸还弱，不能使指示剂变色。二、硅酸H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O（2）不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解∆H2SiO3==H2O+SiO2（1）弱酸性（酸性：H2CO3H2SiO3）滴入酚酞溶液呈红色，滴加稀盐酸红色变浅并接近消失时，有透明胶状物质生成Na2SiO3溶液显碱性，生成的硅酸不溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl现象1、在试管中加入2ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1～2滴酚酞溶液2、用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液颜色变浅并接近消失时停止2.硅酸的制备：可溶性的硅酸盐+其它酸酸性强弱：盐酸硅酸实验结论方程式(强酸制弱酸)硅胶的用途：干燥剂（吸水）；吸附剂（多孔）；催化剂的载体。生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。用途硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。实验：现象：结论方程式酸性强弱：碳酸硅酸Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓+Na2CO3交流与讨论:将CO2通入Na2SiO3溶液中透明的硅酸凝胶生成（强酸制弱酸）（酸性强弱：碳酸硅酸）1、二氧化硅的物理性质2、二氧化硅的化学性质（稳定）（1）特性：SiO2+4HF==SiF4+2H2O（2）酸性氧化物：SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2OSiO2+CaO==CaSiO33、硅酸物理性质：是一种白色固体，溶解度很小4、硅酸的化学性质（1）弱酸性：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O（2）不稳定性：H2SiO3==H2O+SiO25、硅酸的制备：硅酸盐和酸的反应（强酸制弱酸）高温小结∆课堂练习1.下列物质中,主要成分不是SiO2的是（）A.金刚砂B.玛瑙C.水晶D.石英2.下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是()A.烧碱溶液B.浓硫酸C.氢氟酸D.碳酸纳溶液3.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液B.盐酸C.硫酸D.苛性钠溶液ACBSiCB5.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）A.CO2→H2CO3B.SiO2→Na2SiO3C.Na2O→Na2CO3D.SiO2→H2SiO3D4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水。B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C.SiO2常温下是固体，CO2常温下是气体D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀