無機非金屬材料的主角——硅

1、精選課件精選課件精選課件精選課件無機非金屬材料的主角無機非金屬材料的主角硅硅二氧化硅和硅酸二氧化硅和硅酸精選課件精選課件 我們生存的地球，組成它我們生存的地球，組成它堅硬的地殼的物質(zhì)有哪些？堅硬的地殼的物質(zhì)有哪些？巖石、沙子、土壤的巖石、沙子、土壤的主要成分是主要成分是硅的氧化物及硅的氧化物及硅酸鹽。硅酸鹽。巖石、沙子、土壤巖石、沙子、土壤精選課件精選課件一、硅在地殼中的含量一、硅在地殼中的含量 2.自然界硅元素主要存在于自然界硅元素主要存在于:巖石、巖石、沙子和土壤沙子和土壤 1.地殼中的含量地殼中的含量:僅次于氧，排在第二位僅次于氧，排在第二位.精選課件精選課件硅在元素周期表中的位置硅在元

2、素周期表中的位置研究硅元素研究硅元素 可可別忘了我別忘了我精選課件精選課件碳和硅的比較碳和硅的比較原子原子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)相似點相似點不同點不同點 最外層電子數(shù)都是最外層電子數(shù)都是4個電子，原子既不容易個電子，原子既不容易失電子也不容易得到電失電子也不容易得到電子子.主要形成主要形成四價四價(+4價價)的化合物的化合物。碳是構(gòu)成有機物碳是構(gòu)成有機物的主要元素的主要元素硅是構(gòu)成巖石與許硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的主要元素多礦物的主要元素【思考思考】碳、硅在自然存在形式有什么不同？碳、硅在自然存在形式有什么不同？精選課件精選課件硅的存在狀態(tài)硅的存在狀態(tài) 碳的存在形式：碳的存在形式：3.自然界硅存在的形態(tài)自然界

3、硅存在的形態(tài) :硅在自然界無單質(zhì)狀態(tài)硅在自然界無單質(zhì)狀態(tài) 只有化合態(tài)：如硅的氧化物和硅酸鹽只有化合態(tài)：如硅的氧化物和硅酸鹽 硅的存在形式：硅的存在形式： 因為硅的因為硅的親氧能力比碳更強親氧能力比碳更強，在自然界中總是與氧，在自然界中總是與氧相互化合的，相互化合的，主要以主要以SiO2及硅酸鹽形式存在。及硅酸鹽形式存在。單質(zhì)、氧化物（單質(zhì)、氧化物（CO2）、碳酸鹽）、碳酸鹽氧化物（氧化物（SiO2）、硅酸鹽）、硅酸鹽精選課件精選課件一、二氧化硅一、二氧化硅無色透明無色透明無定形無定形 ( (硅藻土硅藻土) )結(jié)晶形（石英）結(jié)晶形（石英）地球上存在的地球上存在的天然天然二氧化硅稱為（統(tǒng)稱為）硅石

4、二氧化硅稱為（統(tǒng)稱為）硅石硅石硅石彩色環(huán)帶或?qū)訝畈噬h(huán)帶或?qū)訝钏К旇К旇Т嬖谛螒B(tài)存在形態(tài) P74沙子沙子精選課件精選課件v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（了解，不要求）立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（了解，不要求）一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）SiOSiO4 4 四面體結(jié)構(gòu)四面體結(jié)構(gòu)SiO2(化學式化學式)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了 具有優(yōu)良的物理和化具有優(yōu)良的物理和化學性質(zhì)學性質(zhì)OSi可見可見Si、O個數(shù)比為個數(shù)比為 1：2精選課件精選課件v二氧化硅的用途二氧化硅的用途一、二氧化硅一、二氧化硅基本的建筑材料、裝飾品、坩堝、光導纖維等基本的建筑材料、裝飾品、坩堝、光導纖維等石英制品石英制品瑪瑙制

5、品瑪瑙制品光導纖維光導纖維精選課件精選課件水晶制品水晶制品精選課件精選課件v物理性質(zhì)（硬度、熔點、水溶性）物理性質(zhì)（硬度、熔點、水溶性）v化學性質(zhì)化學性質(zhì)一、二氧化硅一、二氧化硅硬度大、熔點高、不溶于水硬度大、熔點高、不溶于水1.1.類別：類別：與與強堿強堿反應(yīng)生成鹽和水反應(yīng)生成鹽和水與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽 SiOSiO2 2 + 2 NaOH + 2 NaOHNaNa2 2SiOSiO3 3 ( (有粘性有粘性) )+ H+ H2 2O OSiOSiO2 2 + CaO CaSiO + CaO CaSiO3 3 高溫高溫酸性氧化物酸性氧化物具有具有酸性氧化物酸性氧化物的

6、通性的通性精選課件精選課件一、二氧化硅一、二氧化硅此反應(yīng)常用于雕刻玻璃此反應(yīng)常用于雕刻玻璃2.2.特性特性與氫氟酸與氫氟酸HFHF反應(yīng)反應(yīng) SiOSiO2 2 +4HF +4HFSiFSiF4 4 + 2H + 2H2 2O O思考：思考： SiO2既可與堿反應(yīng)既可與堿反應(yīng),也能與氫氟酸反應(yīng)也能與氫氟酸反應(yīng), 能否能否推斷推斷SiO2為兩性氧化物？為兩性氧化物？ SiOSiO2 2 + 2C + 2C 高溫高溫3.3.在在高溫高溫下能與還原劑反應(yīng)，表現(xiàn)下能與還原劑反應(yīng)，表現(xiàn)弱氧化性弱氧化性Si + 2COSi + 2CO SiO2雖然能與雖然能與HF發(fā)生反應(yīng)，但是生成的氟化硅發(fā)生反應(yīng)，但是生成

7、的氟化硅不是鹽，而且不是鹽，而且HF是唯一能與之發(fā)生反應(yīng)的酸，是唯一能與之發(fā)生反應(yīng)的酸，所以二氧化硅不屬于兩性氧化物所以二氧化硅不屬于兩性氧化物精選課件精選課件思考與交流思考與交流v實驗室盛裝實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？不用玻璃塞？v實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？一、二氧化硅一、二氧化硅 HF能能腐蝕腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。 NaOH溶液能與玻璃中的溶液能與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成粘性反應(yīng)生成粘性的的Na2SiO3，

8、使，使瓶塞與瓶口粘合瓶塞與瓶口粘合無法打開。無法打開。精選課件精選課件【小結(jié)小結(jié)】二氧化硅的性質(zhì)二氧化硅的性質(zhì) 二氧化碳二氧化碳 COCO2 2二氧化硅二氧化硅 SiOSiO2 2 狀狀 態(tài)態(tài) 氣氣 態(tài)態(tài) 固固 態(tài)態(tài)熔點、沸點很低熔點、沸點很低熔點高，硬度大熔點高，硬度大水水 溶溶 性性 微溶于水微溶于水 不溶于水不溶于水化化學學性性質(zhì)質(zhì)與與 酸酸 用用 途途人工降雨，滅火，飲料人工降雨，滅火，飲料裝飾、石英坩堝、光纖裝飾、石英坩堝、光纖與水反應(yīng)與水反應(yīng)與堿性氧與堿性氧化物反應(yīng)化物反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)CO2 + H2O = H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=Ca

9、CO3不不 能能能與強堿反應(yīng)能與強堿反應(yīng)能與氫氟酸反應(yīng)能與氫氟酸反應(yīng)高溫高溫SiO2 CaO = CaSiO3精選課件精選課件練習練習v下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ）A.自然界中，硅主要以有游離態(tài)的形式存在自然界中，硅主要以有游離態(tài)的形式存在B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化學性質(zhì)活潑，能跟強酸或強堿的溶液二氧化硅的化學性質(zhì)活潑，能跟強酸或強堿的溶液發(fā)生化學反應(yīng)發(fā)生化學反應(yīng)D.自然界中的二氧化硅都存在于石英中自然界中的二氧化硅都存在于石英中v在一定條件下，在一定條件下，焦炭水氧化鈣氫氟酸鹽焦炭水氧化鈣氫氟酸鹽酸酸氫氧化鉀氯

10、化亞鐵氮氣，不能和二氧化硅氫氧化鉀氯化亞鐵氮氣，不能和二氧化硅反應(yīng)的是（反應(yīng)的是（ ）A. B. B. C. C. D. D.BB精選課件精選課件無機非金屬材料的主角無機非金屬材料的主角硅硅硅酸、硅酸鹽硅酸、硅酸鹽精選課件精選課件二、硅酸（二、硅酸（H2SiO3）v物理性質(zhì)物理性質(zhì)v制備制備提示：提示：CO2H2OH2CO3 ，但是但是SiO2不能與水直接不能與水直接化合成化合成H2SiO3。利用可溶性的硅酸鹽利用可溶性的硅酸鹽 & 比硅酸強的酸反應(yīng)制得比硅酸強的酸反應(yīng)制得 H2SiO3在水中溶解度很小，是一種在水中溶解度很小，是一種不溶性酸不溶性酸，是，是一種白色固體，其酸性比一種白

11、色固體，其酸性比H2CO3還弱。還弱。精選課件精選課件二、硅酸（二、硅酸（H2SiO3）現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論化學方化學方程式程式滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無色，同時有白色膠狀沉淀產(chǎn)生液紅色變淺至無色，同時有白色膠狀沉淀產(chǎn)生 a.Naa.Na2 2SiOSiO3 3溶液呈堿性，溶液呈堿性， b.b.可溶性硅酸鹽與可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，c.c.先形成硅酸溶先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠，膠，后形成硅酸凝膠，d.d.靜置則形成硅酸沉淀。靜置則形成硅酸沉淀。Na2SiO3 + 2HCl = 2

12、NaCl + H2SiO3 SiO32- + 2H+ =H2SiO3 離子方程式離子方程式精選課件精選課件二、硅酸（二、硅酸（H2SiO3）活動與探究：活動與探究：硅酸是一種硅酸是一種比碳酸還要弱比碳酸還要弱的酸，請設(shè)計實驗證明。的酸，請設(shè)計實驗證明。 把把COCO2 2通入通入NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象？溶液中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象？提示：提示： 用用H2CO3可制得可制得H2SiO3 ，可證明，可證明H2SiO3 的的酸性比酸性比H2CO3弱。弱。SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3 Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2C

13、O3 + H2SiO3精選課件精選課件v化學性質(zhì)化學性質(zhì)二、硅酸（二、硅酸（H2SiO3）（1）酸性太弱，只能與）酸性太弱，只能與強堿強堿發(fā)生中和反應(yīng)發(fā)生中和反應(yīng) H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O（2）不穩(wěn)定（比）不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定），受熱易分解穩(wěn)定），受熱易分解 H2SiO3 = H2O + SiO2精選課件精選課件v（雙選）下列有關(guān)硅酸的說法正確的是（雙選）下列有關(guān)硅酸的說法正確的是（ ） A.硅酸受熱易分解生成二氧化硅和水硅酸受熱易分解生成二氧化硅和水 B.可用硅酸鈉溶液與硫酸反應(yīng)制備硅酸可用硅酸鈉溶液與硫酸反應(yīng)制備硅酸 C.因為硅酸難溶于水，所以它不

14、能與因為硅酸難溶于水，所以它不能與NaOH溶液反應(yīng)溶液反應(yīng) D.硅膠有毒，不能用于食品干燥硅膠有毒，不能用于食品干燥二、硅酸（二、硅酸（H2SiO3）AB精選課件精選課件Thank You!精選課件精選課件無機非金屬材料的主角無機非金屬材料的主角硅硅硅酸鹽硅酸鹽精選課件精選課件v定義定義v性質(zhì)性質(zhì)v組成表示（復(fù)雜硅酸鹽）組成表示（復(fù)雜硅酸鹽）一、硅酸鹽一、硅酸鹽硅酸鹽是由硅、氧、金屬組成的化合物的總稱硅酸鹽是由硅、氧、金屬組成的化合物的總稱大多數(shù)不溶于水，化學性質(zhì)穩(wěn)定大多數(shù)不溶于水，化學性質(zhì)穩(wěn)定精選課件精選課件Na2SiO3 Na2OSiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO2

15、2H2O 金屬氧化物寫在前面金屬氧化物寫在前面,再寫再寫SiO2 ,最后寫最后寫H2O；氧化物之間用氧化物之間用“”隔開。隔開。要領(lǐng)：要領(lǐng)：兩邊原子個數(shù)守恒兩邊原子個數(shù)守恒格式：格式：金屬氧化物金屬氧化物 二氧化硅二氧化硅 水水 (系數(shù)出現(xiàn)分數(shù)應(yīng)化為整數(shù)系數(shù)出現(xiàn)分數(shù)應(yīng)化為整數(shù))2) 硅酸鹽的氧化物法硅酸鹽的氧化物法P77 資料卡片資料卡片拆分原則拆分原則精選課件精選課件練習：把下列式子改寫成氧化物的形式練習：把下列式子改寫成氧化物的形式1. 蛇紋石蛇紋石:H4Mg3Si2O9 2. 鈣長石鈣長石:CaAl2SiO6 3. 石棉石棉:CaMg3Si4O12 4. 長石長石:KAlSi3O8 5.

16、 普通玻璃普通玻璃:CaNa2Si6O14 6. 黏土黏土:Al2(Si2O5)(OH)43MgO2SiO22H2OCaO Al2O3 SiO2CaO3MgO4SiO2K2O Al2O3 6SiO2Na2OCaO6SiO2Al2O32SiO22H2O精選課件精選課件1、硅酸鈉（、硅酸鈉（Na2SiO3）v硅酸鈉（硅酸鈉（Na2SiO3), 其水溶液俗稱其水溶液俗稱水玻璃水玻璃，是制備，是制備硅膠硅膠和木材和木材防火劑防火劑等的原料。等的原料。實驗實驗4-24-2放入蒸餾水放入蒸餾水放入放入Na2SiO3飽和溶液飽和溶液現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論當水分蒸發(fā)后燃燒當水分蒸發(fā)后燃燒當水分蒸發(fā)后不易燃燒當水分蒸

17、發(fā)后不易燃燒用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火精選課件精選課件v化學性質(zhì)化學性質(zhì)1、硅酸鈉（、硅酸鈉（Na2SiO3）與鹽反應(yīng)與鹽反應(yīng)與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl思考：硅酸鈉水溶液久置在空氣思考：硅酸鈉水溶液久置在空氣中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？精選課件精選課件2、用途、用途以黏土為原料以黏土為原料陶瓷陶瓷精選課件精選課件2、用途、用途普通玻璃普通玻璃: :以純堿以純堿 、石灰石和石英、石灰石和石英 為原料，為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔

18、融制得。經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得。(Na(Na2 2COCO3 3) )（SiOSiO2 2 ）玻璃玻璃精選課件精選課件2、用途、用途水泥水泥以黏土和石灰石為主要原料以黏土和石灰石為主要原料精選課件精選課件具有特殊功能的含硅物質(zhì)具有特殊功能的含硅物質(zhì)硅鋼硅鋼（鐵合金）（鐵合金） 導磁性良導磁性良好，用作好，用作變壓器鐵變壓器鐵芯芯碳化硅（碳化硅（SiC俗稱金剛砂），具有金剛石的結(jié)構(gòu)。俗稱金剛砂），具有金剛石的結(jié)構(gòu)。硬度很大，用作砂紙、砂輪的磨料。硬度很大，用作砂紙、砂輪的磨料。精選課件精選課件人人造造骨骨生物陶瓷生物陶瓷具有特殊功能的含硅物質(zhì)具有特殊功能的含硅物質(zhì)精選課件精選課件二、硅

19、單質(zhì)二、硅單質(zhì)v灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體，是重灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體，是重要的半導體材料。要的半導體材料。精選課件精選課件硅單質(zhì)是從它的氧化物中提取出來的，主要化學硅單質(zhì)是從它的氧化物中提取出來的，主要化學反應(yīng)如下：反應(yīng)如下：2C(2C(焦炭焦炭)+SiO)+SiO2 2( (石英砂石英砂)= Si()= Si(粗硅粗硅)+2CO)+2CO粗硅轉(zhuǎn)變?yōu)榧児瑁ǔＳ梅椒ǎ捍止柁D(zhuǎn)變?yōu)榧児瑁ǔＳ梅椒ǎ篠i(Si(粗粗)+2Cl)+2Cl2 2 = SiCl= SiCl4 4；SiClSiCl4 4+2H+2H2 2 = Si(= Si(純純)+4HCl)+4HCl高溫高溫高溫高溫二

20、、硅單質(zhì)二、硅單質(zhì)v制備制備精選課件精選課件根據(jù)以上反應(yīng)，回答下列問題：根據(jù)以上反應(yīng)，回答下列問題：（1 1）在制取粗硅的反應(yīng)中，焦炭的作用是）在制取粗硅的反應(yīng)中，焦炭的作用是_。（2 2）在由粗硅制取純硅的反應(yīng)中，反應(yīng)屬于）在由粗硅制取純硅的反應(yīng)中，反應(yīng)屬于_反應(yīng)（填四種基本反應(yīng)類型）；反應(yīng)（填四種基本反應(yīng)類型）；反應(yīng)屬于反應(yīng)屬于_ _ 反應(yīng)（填四種基反應(yīng)（填四種基本反應(yīng)類型）；本反應(yīng)類型）；H H2 2的作用是的作用是_。二、硅單質(zhì)二、硅單質(zhì)還原劑還原劑氧化還原氧化還原/化合化合氧化還原氧化還原/置換置換 還原劑還原劑精選課件精選課件二、硅單質(zhì)二、硅單質(zhì)v化學性質(zhì)（了解）化學性質(zhì)（了解）SiO2 SiO2在高溫條件下在高溫條件下, ,單質(zhì)硅能與單質(zhì)硅能與O O2