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1、非金属及其化合物,第一节 无机非金属材料的主角,硅,09级化教（2）班雷丹,硅元素(silicon)在地壳中的含量,硅在元素周期表中的位置,研究硅元素可别忘了我,+6,+14,碳原子结构示意图,最外层电子数为4,思考1：硅原子的最外层电子数为多少？,最外层电子数也是4,思考2：硅在自然界中的主要存在形式？,硅是亲氧元素，因此在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。,硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。,SiO2 的存在形态,硅石（12%）,结晶形：,无定形：,石英,水晶,玛瑙,.,硅最重要的化合物：SiO2,硅藻土,二氧
2、化硅的结构,Si,O,约180o,10928,SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定,二氧化硅的性质,1.物理性质：,坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。,思考3： 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,2.化学性质,SiO2的化学性质很不活泼，氢氟酸（HF）是唯一能与它发生反应的酸。,SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O,是酸性氧化物,SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O,SiO2 + CaO = CaSiO3,二氧化
3、硅的性质,SiO2 + 2C = Si + 2CO ,弱氧化性,工业上用此反应制备粗硅，这就是“从沙滩到用户”！,在高温下与碳酸盐的反应,SiO2 + Na2CO3 = CO2 + Na2SiO3,高温,SiO2 + CaCO3 = CO2 + CaSiO3,高温,CO2+H2O=H2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,CO2+CaO=CaCO3,不反应,SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,固 态,熔沸点低,气 态,熔沸点高、硬度大,SiO2 4HF=SiF4 2H2O,人工降雨，灭火等,装饰、石英坩埚、光纤等,二氧化碳和二氧化硅的物
4、理化学性质及用途比较,练一练：指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A-E选项中选择正确答案填入括号内。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ( )SiO2+Na2CO3=高温=Na2SiO3+CO2 ( )SiO2+2C=高温=Si+2CO ( )SiO2+3C=高温=SiC+2CO ( )SiO2+4HF=SiF4 +2H2O ( )A、作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B、弱氧化性 C、酸性氧化物的通性D、将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E、未参加氧化还原反应,CDBEA,课堂练习,1.下列物质中，不能用带玻璃塞的玻璃瓶装的（ ） A、KMnO4 B 、H2SO3 C、A
5、gNO3 D、Na 2SiO3,2.CO2通过下列各溶液中，不可能产生沉淀的是（ ）A、氯化钙溶液 B、石灰水 C、饱和碳酸钠溶液 D、硅酸钠溶液,D,A,3.下列说法正确的是（ ）A、SiO2是酸性氧化物，所以可以和碱反应，不和任何酸反应。B、CO2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸C、SiO2作为酸性氧化物，可以与CaO反应D、SiO2跟水反应可得硅酸,BC,探究实验4-1,2、硅酸,SiO32- + 2H+ = H2SiO3 (胶体),Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体),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
6、酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d、静置则形成硅酸沉淀。,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,制取原理：强酸制弱酸,(复分解反应),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。,实验探究2：,实验2：将CO2通入Na2SiO3溶液中,现象：透明的硅酸凝胶生成,方程式：,Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 (胶体) +Na2CO3,你的结论：,硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱,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。,硅酸用途,第一节第二课时硅酸盐和硅单质,一
7、、硅酸盐,硅酸盐的结构很复杂，一般都不溶于水,1、 硅酸钠（Na2SiO3）溶于水，其水溶液俗称为“水玻璃”，可制备硅胶、木材防火剂等,2、硅酸盐组成表示,硅酸钠（Na2SiO3),镁橄榄石（Mg2SiO4）,活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2O,Na2O SiO2,2MgO SiO2,CaO Al2O3 3SiO23H2O,钙沸石 Ca(Al2Si3O10) 3H2O,长石：KAlSi3O8,K2OAl2O36SiO2,3、硅酸盐产品-陶瓷 玻璃 水泥,1、陶瓷：原料黏土2、玻璃：原料纯碱、石灰石和石英；3、水泥：原料黏土和石灰石；适量石膏；,硅酸盐产品简介：,硅酸盐产品,碳化硅(金
8、刚砂,SiC)：硬度大,硅钢：高导磁性,硅橡胶：良好的弹性,分子筛：吸附剂、催化剂,3.其他含硅的物质,新型无机非金属材料：,新型陶瓷,高温结构陶瓷、压电陶瓷,透明陶瓷、超导陶瓷等,科学视野,二、硅单质,1、存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。,2、物理性质：晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。,3、化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼,导电性介于导体和绝缘体之间。,Si + O2 = SiO2,4、制法,SiO2 + 2C = Si + 2CO,高温,硅单质,5.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
9、的中央处理器（CPU）,1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ）A.溶解性：CO2 H2CO3C.熔点：SiO2 CO2（干冰） D.硬度： SiO2 CO22、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.碳酸钠溶液3、要除去SiO2中的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,C,C,B,课堂回顾练习:,A,BD,C,1.下列物质中属于纯净物的是( ) A.Na2CO310H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃,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,3.下列物质有固定熔点的是（）A.水泥 B.玻璃C.Na2OSiO2 D.水玻璃,课堂练习,
