无机非金属材料的主角硅

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角—硅(第1课时)一、硅元素简介硅原子结构示意图：硅元素的化学性质：不易失也不易得电子，主要形成+4价的化合物。亲氧元素硅元素的含量和存在形式：硅在地壳中的含量为26.3%以氧化物和硅酸盐的形式存在+14284主要存在形式主要化合价原子结构示意图硅碳氧化物硅酸盐碳酸盐碳的氧化物有机物+4+2+4+14284+624碳元素和硅元素性质比较SiO2的存在形式？SiO2具有哪些用途？SiO2具有怎样的结构SiO2具有哪些物理性质？二、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（SiO2）（１）二氧化硅的存在天然的二氧化硅约占地壳质量的12%其存在形态有结晶形和无定形两类，统称硅石石英晶体是结晶形的二氧化硅，又分为水晶和玛瑙（2）二氧化硅的用途光导纤维耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟电子工业的重要部件、光学仪器、高级工艺品和眼镜片精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品光导纤维制化学仪器石英钟装饰品（3）二氧化硅结构约180°SiOSiO2是正四面体的空间网状结构根据SiO2的存在和用途,请你分析以下问题:SiO2具有哪些物理性质?化学稳定性如何?SiO2的这些性质是由什么决定的?(4)物理性质______________________不溶于水硬度大熔点高思考1：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？（提示：玻璃中含有SiO2）思考2：实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？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。（5）SiO2的化学性质:ａ.酸性氧化物SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2Ob.特性SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O很稳定SiO2+CaO===CaSiO3高温CO2SiO2空气硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等熔、沸点低，微溶于水熔点高，硬度大，不溶于水CO2+H2O=H2CO3不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO高温CaSiO3存在物理性质不反应与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O化学性质与水反应与NaOH反应与CaO反应与酸反应SiO2与CO2性质的比较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__②③④⑤①2、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，同时有白色胶状物质产生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白色胶状沉淀硅酸，Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(2)制取(较强酸制较弱酸)(1)性质硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色。（3）用途思考:分析以上制取原理若将CO2通入Na2SiO3溶液中有何现象?(温馨提示:碳酸的酸性强于硅酸的酸性)Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3+Na2CO3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”。常常用做干燥剂。也可用做催化剂的载体．课堂小结：二氧化硅的结构、性质、用途等硅酸的性质制备和用途练习1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质（）A.熔点很高B.与水反应生成对应的酸C.可与烧碱反应生成盐D.坚硬2.赏心悦目的花瓶是用下列物质的一种对玻璃进行刻蚀而形成的,这种物质是（）A.盐酸B.氢氟酸C.烧碱D.纯碱3、下列试剂不能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是（）A.HNO3溶液B.KOH溶液C.盐酸D.NaCl溶液BBB4.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→H2SiO3D5.硅酸的工业制法是:将稀释好的硅酸钠和硫酸反应生成水凝胶,经水洗干燥得成品.有关的化学方程式是.Na2SiO３+H2SO4=Na2SO4+H2SiO3三、硅酸盐硅酸盐结构复杂的固态化合物，一般都不溶于水。1.含义：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称2.硅酸盐的表示方法：①化学式法：②氧化物法：硅酸钠：Na2SiO3硅酸钙：CaSiO3硅酸钠：Na2O·SiO2硅酸钙：CaO·SiO2高岭石：Al2O3·2SiO2·2H2O石棉：CaO·3MgO·4SiO2沸石：Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O云母：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O长石：K2O·Al2O3·6SiO2水泥：3CaO·SiO2·2CaO·SiO2玻璃：Na2O·CaO·6SiO2粘土：Al2O3·2SiO2·2H2O最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液俗称为水玻璃，硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀，可用作肥皂填料、木材防火剂等。3.硅酸钠（Na2SiO3）关于硅酸盐说明：1.除硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵以外均难溶于水2.硅酸钠是常见的可溶性硅酸盐之一，俗称泡花碱；它的水溶液俗称水玻璃，是一种粘合剂；[水玻璃可保存玻璃瓶中,但不能使用玻璃塞,要用橡胶塞]无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃四、硅酸盐工业1、硅的工业制法：粗硅：纯硅：2C+SiO2===Si+2CO↑高温Si+2Cl2====SiCl4SiCl4+2H2===Si+4HCl高温五、硅单质2.物理性质结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体,熔点高,硬度大。3.化学性质在常温下化学性质不活泼Si+O2===SiO2Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑Si+2Cl2==SiCl44.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利用硅的半导体性能，制成光电池，将光能转化为电能。太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。硅的用途非常广泛，可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制太阳能电池，制铝合金、铁合金等多种合金。硅芯片