第一节无机非金属材料的主角硅整理.ppt
第一节无机非金属材料的主角硅整理现在学习的是第1页，共23页硅硅在地壳中含量为在地壳中含量为26.3%，仅次于氧。，仅次于氧。硅是一种硅是一种亲氧亲氧元素元素在自然界的存在形式：在自然界的存在形式：氧化物氧化物和和硅酸盐，硅酸盐，占地壳质量的占地壳质量的90%以上以上现在学习的是第2页，共23页从原子结构角度认识硅原子从原子结构角度认识硅原子 既不易失去电子，也不易得到电子，既不易失去电子，也不易得到电子，所以所以,硅的硅的化学性质不活泼化学性质不活泼,主要形成主要形成四价四价化合化合物。物。CSi+62 42 8 4+14 碳碳是构成是构成有机物有机物的主要元素，也是形成的主要元素，也是形成的化合物中种类的化合物中种类最多最多的元素。而的元素。而硅硅是构成是构成岩石与许多矿物岩石与许多矿物的基本元素。的基本元素。现在学习的是第3页，共23页无定形无定形玛瑙玛瑙一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（、二氧化硅（SiO2）(1)存在存在SiO2 硅石硅石无色透明无色透明彩色环带状或层状彩色环带状或层状是硅最重要的化合物，占地壳的是硅最重要的化合物，占地壳的12%结晶形结晶形水晶水晶现在学习的是第4页，共23页现在学习的是第5页，共23页(2)结构结构 每个每个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在四个在四个顶角顶角;同时每个同时每个O原子周围结合原子周围结合2个个Si原子。原子。硅原子硅原子SiO2正四面体正四面体SiO2是化学式而不是分子式。是化学式而不是分子式。SiO2的网状结构的网状结构优良的物理和化学性质。优良的物理和化学性质。氧原子现在学习的是第6页，共23页(3)用途用途建筑材料；建筑材料；光导纤维；光导纤维；制造饰物和工艺品；制造饰物和工艺品；制造石英坩埚等制造石英坩埚等现在学习的是第7页，共23页(4)性质性质 硬度大，熔点高，不溶于水，纯净的二硬度大，熔点高，不溶于水，纯净的二氧化硅无色透明。氧化硅无色透明。物理性质物理性质现在学习的是第8页，共23页1.1.酸性氧化物酸性氧化物(具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性)（1 1）与强碱反应生成盐和水）与强碱反应生成盐和水 SiO2 2 2NaOH=Na2NaOH=Na2SiO3 H2 2O （2）与碱性氧化物反应生成盐）与碱性氧化物反应生成盐化学性质化学性质 （稳定，很不活泼）（稳定，很不活泼）SiO2 CaO CaSiO3思考思考思考思考1：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞不用玻璃塞?（金榜学案（金榜学案P68）因为碱液会跟玻璃塞中的因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。现在学习的是第9页，共23页 SiO2 4HF =SiF4 2H2O此反应常用于此反应常用于雕刻玻璃雕刻玻璃(3)特性特性与与HF的反应的反应 思考思考3.某同学根据某同学根据SiO2 2既可与碱反应既可与碱反应,也能与也能与氢氟酸反氢氟酸反应应,推断推断SiO2为两性氧化物为两性氧化物为两性氧化物为两性氧化物.是否正确是否正确是否正确是否正确?思考思考2：实验室中的实验室中的HF溶液如何存放溶液如何存放?能否存放在玻璃瓶？能否存放在玻璃瓶？密封、避光保存在塑料瓶，不行。密封、避光保存在塑料瓶，不行。错。跟氢氟酸反应生成的错。跟氢氟酸反应生成的SiF4不是盐不是盐现在学习的是第10页，共23页（4）高温下，与碳酸盐的反应(5)工业制粗硅：SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2 SiO2 CaCO3 CaSiO3 CO2 SiO2 2C Si+2CO现在学习的是第11页，共23页二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅化学式化学式化学式的化学式的意义意义通常状况通常状况下的状态下的状态硬度硬度水溶性水溶性熔沸点熔沸点二氧化硅和二氧化碳的比较（二氧化硅和二氧化碳的比较（金榜学案金榜学案P68）CO2SiO2表示二氧化碳分表示二氧化碳分子及其组成子及其组成表示二氧化硅晶体中表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比硅氧原子个数比气态气态固态固态很小很小很大很大可溶于水可溶于水不溶于水不溶于水很低很低很高很高现在学习的是第12页，共23页2、硅酸（、硅酸（H2SiO3）H2SiO3是是SiO2的对应水化物，是一种不溶性的对应水化物，是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。还弱。如何制备如何制备H2SiO3？方案一：能否通过方案一：能否通过SiO2和水反应制得？和水反应制得？方案二：用可溶性硅酸盐与酸反应制得？方案二：用可溶性硅酸盐与酸反应制得？现在学习的是第13页，共23页（1）制法）制法可溶性硅酸盐与酸反应：可溶性硅酸盐与酸反应：现象现象结论结论化学方化学方程式程式滴入酚酞后溶液呈红色，逐滴加入稀盐酸，溶液滴入酚酞后溶液呈红色，逐滴加入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生 a、Na2SiO3溶液呈碱性，溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，酸反应生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶胶，、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，后形成硅酸凝胶，d、静置则形成硅酸沉淀。、静置则形成硅酸沉淀。实验实验4-1Na2SiO3+2HCl=2NaCl +H2SiO3SiO32-+2H+=H2SiO3现在学习的是第14页，共23页SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3Na2SiO3 +H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3思考思考4：如何由如何由SiO2制得制得H2SiO3？SiOSiO2 2NaOH=Na Na2SiOSiO3 3 HH2 2OO Na2SiO3+2HCl=2NaCl +H2SiO3思考思考5：已知已知H2CO3的酸性比的酸性比H2SiO3大大，请请推断：将推断：将CO2通入通入Na2SiO3溶液有何现象发生？溶液有何现象发生？写出发生的化学方程式和离子反应方程式。写出发生的化学方程式和离子反应方程式。溶液变浑浊溶液变浑浊金榜学案金榜学案P69例例2现在学习的是第15页，共23页（3）不稳定）不稳定(比比H2CO3稳定稳定)，受热易分解，受热易分解（2）酸性很弱，只能与）酸性很弱，只能与强强碱发生中和反应碱发生中和反应H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2OH2SiO3 H2O+SiO2现在学习的是第16页，共23页二、硅酸盐 1.定定义义：是由：是由 组组成的化合物的成的化合物的总总称。称。硅、氧和金属硅、氧和金属2.性性质质：是一大：是一大类类结结构复构复杂杂的固的固态态物物质质、大多、大多 不溶于水不溶于水、化学性化学性质稳质稳定定的固体。的固体。现在学习的是第17页，共23页放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结论结论实验实验4-2水分蒸发后就燃烧水分蒸发后就燃烧水分蒸发后不易燃烧水分蒸发后不易燃烧Na2SiO3可作为耐火材料可作为耐火材料硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)最简单的硅酸盐最简单的硅酸盐可溶于水，水溶液俗称可溶于水，水溶液俗称水玻璃水玻璃。硅酸钠具有防火作用硅酸钠具有防火作用现在学习的是第18页，共23页3.硅酸盐的表示方法：如：石棉：如：石棉：CaO3MgO4SiO2 长长石：石：K2OAl2O36SiO2（1）盐盐化学式法化学式法如：硅酸如：硅酸钠钠：Na2SiO3，硅酸，硅酸钙钙：CaSiO3等。等。此法一般用于此法一般用于组组成成较较简单简单的硅酸的硅酸盐盐。（2）氧化物法）氧化物法注意事注意事项项：氧化物之氧化物之间间以以“”隔开；隔开；系数配置出系数配置出现现分数分数应应化化为为整数整数。氧化物的顺序：氧化物的顺序：活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅二氧化硅水。水。现在学习的是第19页，共23页v6将下列硅酸盐的化学式改写为氧化物化学将下列硅酸盐的化学式改写为氧化物化学 式的形式式的形式 (1)钠长石钠长石(Na2Al2Si6O16)(2)钙长石钙长石(CaAl2Si2O8)(3)钾长钾长石石(KAlSi3O8)Na2OAl2O36SiO2CaOAl2O32SiO2 K2OAl2O36SiO2现在学习的是第20页，共23页4.硅酸盐产品v陶瓷陶瓷黏土为原料，高温烧结而成。黏土为原料，高温烧结而成。v玻璃玻璃纯碱、石灰石和石英为原料，混合、纯碱、石灰石和石英为原料，混合、粉碎熔融制得。粉碎熔融制得。v水泥水泥黏土、石灰石为主要原料，研磨、混合黏土、石灰石为主要原料，研磨、混合 后煅烧，加适量的石膏研成细粉。后煅烧，加适量的石膏研成细粉。陶瓷、玻璃、水泥三大硅酸盐产品使用量最大的无机非金属材料现在学习的是第21页，共23页下周一上课内容下周一上课内容v1、课本、课本P63习题（部分还没有讲的）习题（部分还没有讲的）v2、课本、课本P68习题习题v3、课本、课本P70复习题复习题现在学习的是第22页，共23页三、硅单质v硅：包括硅：包括晶体晶体和和无定形无定形两种。两种。晶体硅的性质：晶体硅的性质：结构与金刚石类似，有金属结构与金刚石类似，有金属光泽的灰黑色固体，光泽的灰黑色固体，熔点高熔点高（1410）、）、硬度大硬度大、有脆性，在常温下、有脆性，在常温下化学性质不活泼化学性质不活泼。用途：用途：良好的半导体材料；良好的半导体材料；应用于信息领域；应用于信息领域；光电池光电池将太阳能转化为电能。将太阳能转化为电能。现在学习的是第23页，共23页
