无机非金属材料的主角--硅

无机非金属材料的主角——硅地球生物生存的根基——空气、水、阳光硅酸盐Al-7.73%O-48.60%Si-26.30%地壳中元素质量分数t第一节无机非金属材料的主角——硅Si-26.30%1、存在：没有游离态，只有化合态2、分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。硅元素3、原子结构+14284Si既不易失电子，又不易得电子。思考：碳、硅原子主要显几价？+4价硅是一种亲氧元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。一、二氧化硅和硅酸Si+O2=SiO2C+O2=CO2（1）存在1、二氧化硅广泛存在于自然界，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石。硅石结晶形（石英）无定形无色透明彩色环带或层状水晶玛瑙硅藻土紫水晶蔷薇石英茶水晶黄水晶玛瑙思考与交流二氧化硅具有哪些物理性质?SiO2的这些性质是由什么决定的？一）二氧化硅1、物理性质SiO2的这些性质主要与它的结构有关，SiO2是正四面体的空间网状结构，因此硬度大、熔点高。硬度大、熔点高、不溶于水SiO2、二氧化硅的结构.SiO2原子晶体SiO四面体结构，每个Si接4个O，每个O接2个Si，是由Si和O按1：2的比例所组成的立体网状结构的晶体。SiO2与CO2物理性质比较物质SiO2CO2状态（常温）气体熔点-56.6℃沸点-78.5℃溶解性1：1硬度固体1610℃2230℃不溶大（4）用途：光导纤维石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、高级工艺品和眼镜片玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品3、二氧化硅化学性质-性质稳定,不活泼性SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3高温①是酸性氧化物SiO2+2OH—==SiO32-+H2OSiO2+4HF==SiF4+2H2O此反应常用于雕刻玻璃②特性：只能与酸中的氢氟酸HF反应实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。1、SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,SiO2是不是两性氧化物？想一想2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？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。??不是。因为SiO2只能和氢氟酸反应，不和其它酸反应。SiO2+2CSiO2+2Mg＝高温＝高温③在高温下能与还原剂反应Si+2CO↑Si+2MgO可利用这个反应制粗硅在这两个反应中二氧化硅作什么作用？氧化剂二氧化硅(SiO2)二氧化(CO2)物理性质熔沸点高、硬度大熔沸点低硬度小与水反应不反应CO2+H2O=H2CO3与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O与碱性氧化物反应SiO2+CaO==CaSiO3CO2+Na2O=Na2CO3与酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O不反应与碳反应SiO2+2C==Si+2COCO2+C==2CO高温高温高温现象结论反应式Ｐ76实验４－１观察现象并填写下表滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体）+2NaCla.Na2SiO3溶液呈碱性b.先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶c.静置则形成硅酸沉淀SiO32-+2H+=H2SiO3离子方程式：二）、硅酸(H2SiO3)1、硅酸的制备Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓2、硅酸的性质物理性质:白色,胶状,不溶于水的物质。化学性质:⑴弱酸性,酸性比碳酸弱.H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O⑵不稳定性H2SiO3===H2O+SiO2加热Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓用途：可作干燥剂和催化剂的载体二、硅酸盐结构复杂，一般不溶于水。2.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。1.是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。3.硅酸盐的化学性质（1）有很强的热稳定性，能耐高温。（2）硅酸盐易于酸反应Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓实验4-2（硅酸钠的耐热性）放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论木条干后燃烧木条干后不燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火制备木材防火剂的原料4、硅酸盐组成表示顺序：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O，化合价低的金属氧化物放在前面。（1）保持原有各元素化合价不变，按顺序写出各种元素的氧化物(２)除氧元素外，其他元素的原子个数比符合原来的组成，配置出现分数时应化为整数。硅酸钠：Na2SiO3Na2O·SiO2硅酸钙：CaSiO3CaO·SiO2云母：钾云母：K2H4Al6Si6O24K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O练习：将下列硅酸盐改写成氧化物的形式。(1)NaAlSi3O4_________________________________(2)Mg2Si3O8·nH2O_____________________________(3)普通玻璃(Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2)________________________答案：(1)Na2O·Al2O3·6SiO2(2)2MgO·3SiO2·nH2O(3)Na2O·CaO·6SiO2无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃陶瓷：原料——黏土玻璃：原料——纯碱、石灰石和石英；水泥：原料——黏土和石灰石；加适量石膏；5.用途（1）玻璃原料：纯碱、石灰石、石英设备：玻璃窑条件：高温熔融主要反应：主要成份：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅高温SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2SiO2+Na2CO3==Na2SiO3+CO2高温三、硅单质1.物理性质：（1）存在：硅有晶体硅和无定形硅两种（自然界中没有游离态的硅）。（2）有金属光泽的灰黑色固体，结构类似于金刚石，熔点(1410℃)和沸点都很高，硬度大。（3）导电性介于导体和绝缘体之间。2、化学性质---化学性质不活泼(1)常温下，不能与强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸和烧碱等物质反应。Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2(2)加热条件下，能跟一些非金属单质起反应Si+O2==SiO2Si+2H2==SiH4高温3、制法SiO2+2C===Si+2CO↑（制取粗硅）高温4.用途晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）1.下列物质中属于纯净物的是()A.Na2CO3·10H2OB.水泥C.纯净的盐酸D.普通玻璃3.下列物质有固定熔点的是（）A.水泥B.玻璃C.Na2O·SiO2D.水玻璃2.下列叙述正确的是()A.酸均不能与酸性氧化物反应B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同ABDC4.下列说法正确的是()A.二氧化硅溶于水显酸性B.二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶液)可以得到硅酸.C.因为高温时,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强.D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸B5、实验室现提供下列试剂瓶,①细口磨口塞玻璃瓶②广口瓶③细口橡皮塞玻璃瓶④棕色广口瓶⑤细口塑料瓶，如何存放下列药品?依据是什么?a.二氧化硅b.氢氧化钠溶液c.硝酸银晶体d.氢氟酸e.浓硫酸②③④⑤①