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1、第四章非金属及其化合物,Al-7.73%,O-48.60%,Si-26.30%,地壳中元素质量分数,第一节无机非金属材料的主角硅,Si-26.30%,长石,滑石,石棉,高岭土,粘土,画出硅的原子结构示意图,分析：既不易失电子，又不易得电子，主要形成四价的化合物。,硅元素,与谁的结构相似？,碳,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,（1）存在,硅石（12%）,结晶形：石英,无定形,水晶,玛瑙,1、二氧化硅,石英,水晶,紫水晶,蔷薇石英,茶水晶,黄水晶,玛瑙,光导纤维,光缆,（2）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
2、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,光纤视频,玛瑙饰品,思考与交流,P76,物理性质:_,化学稳定性:_,通常条件下，很稳定,硬度大、熔点高、难溶于水,思考,为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有这么大的差别？,是结构上的不同,Si,O,二氧化硅的晶体结构,设疑:,实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛放其它溶液的试剂瓶有何不同？为什么 ？,交流与研讨,1.玻璃中含有SiO2，从物质组成和性质角度来分类， SiO2属于哪类物质？,2. SiO2可能具有哪些化学性质？,SiO2与CO2化学性质的比较,CO2+H2O=H2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,
3、CO2+Na2O=Na2CO3,SiO2+4HF=SiF4 +2H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,SiO2+ CaO = CaSiO3,高温,酸性氧化物,与碱性氧化物反应,与碱反应,与水反应,与氢氟酸反应,2.硅酸( ),硅酸是一种白色粉末状的固体，它不溶于水；是一种弱酸，不能使指示剂变色。,H2SiO3,硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。,思考,二氧化硅难溶于水，又不与水反应，那么，如何制得硅酸呢？,实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸,滴入酚酞溶液呈红色, Na2SiO3溶液呈碱性,Na2SiO3+2HCl = H2SiO3
4、 +2NaCl,实验探究：,滴入盐酸有凝胶产生,硅酸难溶于水,知识拓展：,把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，会有什么现象？,滴入硫酸有凝胶产生,硅酸难溶于水,Na2SiO3+H2SO4 = H2SiO3 +Na2SO4,活动与探究：,硅酸是一种比碳酸还要弱的酸。请利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，并完成一份实验报告。,CO2通入下列各溶液中，无明显现象发生的是（ ）A、氯化钙溶液 B、澄清石灰水C、硅酸钠溶液,A,合作讨论：,试剂二氧化硅氢氧化钠溶液氢氟酸浓硫酸,试剂瓶细口瓶，磨口塞广口瓶细口塑料瓶细口瓶，橡皮塞,1、实验室有几种试剂，根据它们各自的性
5、质，选择适当的试剂瓶盛放。请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。,2、下列说法正确的是（）ASiO2溶于水显酸性BCO2通入水玻璃(硅酸钠的水溶液）可得硅酸CSiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸DSiO2晶体中不存在单个SiO2分子,B D,3、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是 ( ) A、烧碱 B、纯碱 C、氢氟酸 D、盐酸,C,硅酸钠 水溶液叫水玻璃。,用途：,【实验42】,水份蒸发后燃烧,不易燃烧,用水玻璃浸过的物品可以防火,肥皂填料、黏胶剂、阻燃剂,二、硅酸盐,硅酸盐的一般特点：一般不溶于水（除Na、K盐外）化学稳定性高。种类繁多
6、、结构复杂、构成地壳的骨架。通常用氧化物的形式表示其组成。如Na2SiO3 写成Na2OSiO2,通常用氧化物的形式表示其组成。顺序为：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2 H2O,Na2SiO3 Na2OSiO2CaSiO3 CaOSiO2粘土：Al2O32SiO22H2O玻璃：Na2OCaO6SiO2水泥： 3CaOSiO2； 2CaOSiO2； 3CaOAl2O3,练习：写成氧化物的形式：K2SiO3Al2(SiO3)32SiO2Ca(Al2Si3O103H2O),自然界变化： 硅酸盐岩石粘土土壤胶体吸收NH4、K等营养离子供生物吸收。,水泥:以石灰石和黏土为原料,硅酸盐产品,玻璃:以
7、纯碱、石灰石和石英为原料 普通玻璃: Na2OCaO6SiO2,陶瓷(China)：以粘土原料,金刚砂,硅钢,硅橡胶,生物陶瓷,其它重要硅化物,SiC硅钢（4）硅橡胶,三、硅单质（Si）,硅有晶体硅和无定形硅两种单质,1.物理性质:,灰黑色，有金属光泽，硬而 脆的固体熔、沸点高、硬度大晶体硅是良好的半导体,2.化学性质:常温下硅的化学性质不活泼,3、用途：,集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。,4、硅的工业制法,用氧化还原反应的概念分析此反应,不反应,不反应,SiO24HFSiF4 2H2O,不反应,2Si2NaOHH2ONa2SiO3 2H2,2NaOHSiO2 Na2SiO3H2O,Si2F2SiF4,Si4HFSiF4 2H2 ,
