学年高中化学 专题4.1.1 二氧化硅和硅酸课件 新人教必修1.ppt

2021/8/8 星期日1两个推动人类文明的材料两个推动人类文明的材料最早使用的材料是陶最早使用的材料是陶 1958年集成电路诞生年集成电路诞生核心元素？硅硅2021/8/8 星期日2C、Si 的原子结构示意图。的原子结构示意图。+14+6CSil 硅原子既硅原子既不易失去又不易得到电子不易失去又不易得到电子，主要形成，主要形成四价四价的化合物。的化合物。l 硅是一种硅是一种亲氧元素亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的。，在自然界中它总是与氧相互化合的。l 存在：没有游离态，存在：没有游离态，只有化合态只有化合态二氧化硅、硅酸盐。二氧化硅、硅酸盐。2021/8/8 星期日3结晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）无定形无定形硅藻土硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙一、一、二氧化硅二氧化硅（SiO2）1 1、存在、存在:硅硅石石无色透明无色透明彩色环带或层状彩色环带或层状水晶水晶玛瑙SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。是自然界中沙子、石英的主要成分。结结晶的晶的二氧化硅二氧化硅叫石英叫石英；天然天然二氧化硅二氧化硅叫硅石叫硅石。2021/8/8 星期日4 每每1个个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子，原子，Si在中心在中心,O在四个顶角。在四个顶角。同时每同时每1个个O原子周围结合原子周围结合2个个Si原子相结合。原子相结合。硅原子硅原子二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用，用SiO2来表示来表示二氧化硅的组成二氧化硅的组成,表示表示O与与Si的原子个数比的原子个数比,不是分子式是化学式。不是分子式是化学式。SiOSiO4 4 四面体结构四面体结构立体网状结立体网状结构决定了构决定了SiOSiO2 2具有优良具有优良的物理和化的物理和化学性质学性质2 2、结、结构构2021/8/8 星期日5主要用作主要用作石英坩埚、光导纤维石英坩埚、光导纤维、饰品、建筑、饰品、建筑材料材料(沙子沙子)3、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途2021/8/8 星期日6 根据根据SiO2的存在，的存在，SiO2有哪些物理有哪些物理性质？（从水溶性、硬度、熔点考虑）性质？（从水溶性、硬度、熔点考虑）4、二氧化硅的物理性质、二氧化硅的物理性质2021/8/8 星期日7P76P76物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_通常条件下，很稳定通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水2021/8/8 星期日8 用用玻璃塞玻璃塞为什么打不开呢？为什么打不开呢？（提示：玻璃含二氧化硅）（提示：玻璃含二氧化硅）哪里不一哪里不一样？SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O比一比比一比5、二氧化硅的化学性质、二氧化硅的化学性质实实验验室室里里的的试试剂剂瓶瓶 生成的生成的Na2SiO3会把会把试剂瓶和玻璃塞粘连在试剂瓶和玻璃塞粘连在一起，所以打不开。一起，所以打不开。2021/8/8 星期日9 与强碱反应与强碱反应SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O 与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应5、二氧化硅的化学性质、二氧化硅的化学性质(1)(1)具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性SiO2 CaO CaSiO3高温高温2021/8/8 星期日10学中用学中用练习练习1、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（）A.石英坩埚石英坩埚 B.普通玻璃坩埚普通玻璃坩埚 C.铁坩埚铁坩埚 D.氧化铝坩埚氧化铝坩埚C2021/8/8 星期日11练习练习2 2、实验室能否用玻璃瓶盛装氢氟酸（、实验室能否用玻璃瓶盛装氢氟酸（HFHF）？）？为什么？为什么？2021/8/8 星期日12 只能与只能与HFHF反应反应5、二氧化硅的化学性质、二氧化硅的化学性质(2)SiO(2)SiO2 2的特殊性：的特殊性：SiO2+4HF SiF4+2H2O 用途：刻蚀玻璃（制作玻璃工艺品）用途：刻蚀玻璃（制作玻璃工艺品）注意：注意：实验室用实验室用塑料瓶塑料瓶来盛装来盛装HFHF。2021/8/8 星期日13用氢氟酸用氢氟酸“刻刻”出的玻璃工艺品出的玻璃工艺品2021/8/8 星期日14练习、要除去练习、要除去SiO2中的中的CaO杂质，最适宜的试剂是杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液纯碱溶液 B 盐酸盐酸 C 硫酸硫酸 D 苛性钠溶液苛性钠溶液B练习练习1、下列物质中、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是不能用玻璃瓶来盛装的是()A.烧碱溶液烧碱溶液 B.浓硫酸浓硫酸 C.氢氟酸氢氟酸 D.碳酸钠溶液碳酸钠溶液 C学中用学中用2021/8/8 星期日15 二氧化碳二氧化碳 CO2二氧化硅二氧化硅 SiO2 状状 态态 气气 态态 固固 态态熔沸点熔沸点 硬度硬度熔沸很低熔沸很低熔点高，硬度大熔点高，硬度大水水 溶溶 性性 能溶于水能溶于水不溶于水不溶于水化化学学性性质质与与 酸酸 用用 途途人工降雨，灭火人工降雨，灭火,饮料等饮料等P75,图图45与水反应与水反应与碱性氧化物与碱性氧化物反应反应与碱反应与碱反应CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3不能反应不能反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O能与氢氟酸反应能与氢氟酸反应SiOSiO2 2 CaO=CaO=CaSiOCaSiO3 3高温高温高温高温二氧化硅和二氧化碳的性质比较二氧化硅和二氧化碳的性质比较2021/8/8 星期日16二、硅酸二、硅酸(H2SiO3)硅酸是一种硅酸是一种白色粉末状白色粉末状的的固体固体，它，它不溶于水不溶于水；是一种；是一种弱酸弱酸，酸性比碳酸性比碳酸还弱，酸还弱，不能使指示剂变色。不能使指示剂变色。2021/8/8 星期日17 在试管中加入在试管中加入35mL饱和饱和Na2SiO3溶液溶液，滴入，滴入12滴滴酚酞酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象。静置。仔细观察变化过程及其现象。实验实验4-1现象现象结论结论化学方程式化学方程式Na2SiO3+2HCl H2SiO3(胶体胶体)+2NaClNa2SiO3呈呈碱性；碱性；硅酸难溶于水硅酸难溶于水 滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色滴入盐酸有滴入盐酸有白色凝胶白色凝胶产生产生2021/8/8 星期日18生成成的的硅硅酸酸逐逐渐渐聚聚合合而而形形成成硅硅酸酸溶溶胶胶（能能流流动动），当当硅硅酸酸的的浓浓度度较较大大时时，就就会会形形成成硅硅酸酸凝凝胶胶（不不能能流流动动），硅硅酸酸凝凝胶胶经经过过干干燥燥脱脱水水就就形形成成硅硅胶胶。(硅硅胶胶的的基基本本成份是二氧化硅成份是二氧化硅)硅胶硅胶的用途：的用途：干燥剂（吸水），干燥剂（吸水），吸附剂（多孔），吸附剂（多孔），催化剂的载体。催化剂的载体。2021/8/8 星期日19用用H2CO3可制得可制得H2SiO3，可证明，可证明H2SiO3 的酸性比的酸性比H2CO3弱。弱。SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3Na2SiO3 +H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3向向Na2SiO3溶液中通如溶液中通如CO2也可生成也可生成H2SiO32021/8/8 星期日20不不稳稳定（比定（比H2CO3稳稳定），受定），受热热易分解易分解 H2SiO3 =H2O+SiO2弱酸性（酸性比碳酸弱）弱酸性（酸性比碳酸弱）1、硅酸的性质硅酸的性质2021/8/8 星期日21 硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，请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计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱。酸弱。课后作业课后作业2021/8/8 星期日222021/8/8 星期日23