無機(jī)非金屬材料主角硅

1、第四章第四章 非金屬及其化合物非金屬及其化合物硅硅氯氯硫硫氮氮 美國的硅谷美國的硅谷“斯坦?？蒲泄I(yè)區(qū)斯坦福科研工業(yè)區(qū)”是美國電子和計(jì)算機(jī)工業(yè)中心，位于美國是美國電子和計(jì)算機(jī)工業(yè)中心，位于美國西海岸加利福尼亞州北部舊金山南郊，圣西海岸加利福尼亞州北部舊金山南郊，圣克拉拉縣和圣胡安兩城之間的一條長(zhǎng)克拉拉縣和圣胡安兩城之間的一條長(zhǎng)4848公公里，寬里，寬1616公里的長(zhǎng)條形地帶上。由于它集公里的長(zhǎng)條形地帶上。由于它集中了全世界中了全世界9090以上的著名半導(dǎo)體公司，以上的著名半導(dǎo)體公司，而半導(dǎo)體的基本元件是硅片，所以該地區(qū)而半導(dǎo)體的基本元件是硅片，所以該地區(qū)被稱為被稱為“硅谷硅谷”。 硅谷硅谷 S

2、ilicon ValleySilicon Valley第一節(jié)第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角無機(jī)非金屬材料的主角硅硅一、碳與硅一、碳與硅1、硅在地殼中含量?jī)H次于氧，位于第二位、硅在地殼中含量?jī)H次于氧，位于第二位硅單質(zhì)（硅單質(zhì)（SiSi） 通過下列圖片你能總結(jié)歸納出硅元素在自然界中的存在形式嗎？一、碳與硅一、碳與硅1、硅在地殼中含量?jī)H次于氧，位于第二位、硅在地殼中含量?jī)H次于氧，位于第二位2、硅是親氧元素，自然界中無游離態(tài)單質(zhì)硅，、硅是親氧元素，自然界中無游離態(tài)單質(zhì)硅， 常以化合態(tài)存在，主要形式為常以化合態(tài)存在，主要形式為二氧化硅二氧化硅 和硅酸鹽和硅酸鹽 你能畫出碳和硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖，并歸納出硅與碳

3、在元素周期表中的位置與結(jié)構(gòu)嗎？C CSiSi 回憶總結(jié)回憶總結(jié)一、碳與硅一、碳與硅一、碳與硅一、碳與硅1、硅在地殼中含量?jī)H次于氧，位于第二位、硅在地殼中含量?jī)H次于氧，位于第二位2、硅是親氧元素，自然界中無游離態(tài)單質(zhì)硅，、硅是親氧元素，自然界中無游離態(tài)單質(zhì)硅， 常以以化合態(tài)存在，主要形式為常以以化合態(tài)存在，主要形式為二氧化硅二氧化硅 和硅酸鹽和硅酸鹽3、碳原子和硅原子最外層均有四個(gè)電子，既、碳原子和硅原子最外層均有四個(gè)電子，既 不容易失去電子，又不容易得到電子，主不容易失去電子，又不容易得到電子，主 要形成要形成四價(jià)四價(jià)化合物化合物二、二氧化硅二、二氧化硅1 1、二氧化硅（、二氧化硅（ SiO

4、SiO2 2）存在形式）存在形式結(jié)晶形（石英晶體）結(jié)晶形（石英晶體）無定形無定形 水晶水晶瑪瑙瑪瑙二氧化硅的存二氧化硅的存在在 什么是石英、水晶、瑪瑙？什么是石英、水晶、瑪瑙？ 具有彩色環(huán)狀或?qū)訝畹木哂胁噬h(huán)狀或?qū)訝畹氖⑹⒎Q為瑪瑙稱為瑪瑙二、二氧化硅二、二氧化硅SiOSiO2 2的晶體結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)晶體晶體SiSi的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單質(zhì)硅單質(zhì)硅和和SiOSiO2 2都是都是正正四面體四面體立體網(wǎng)立體網(wǎng)狀狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。性質(zhì)很性質(zhì)很穩(wěn)定穩(wěn)定二、二氧化硅二、二氧化硅化學(xué) 1)是酸性氧化物是酸性氧化物 2)能與堿反應(yīng)能與堿反應(yīng) 3)能與堿性氧化物反應(yīng)能與堿性氧化物反應(yīng) 4)能與氫氟酸反應(yīng)（特性）能與氫氟

5、酸反應(yīng)（特性）3、二氧化硅的物理、化學(xué)性質(zhì)物理物理 白色或無色、熔沸點(diǎn)高、白色或無色、熔沸點(diǎn)高、 硬度大、不溶于水硬度大、不溶于水二、二氧化硅二、二氧化硅4、二氧化硅的用途 裝飾 石英坩堝 光纖二氧化硅和二氧化碳的比較二氧化硅和二氧化碳的比較CO2SiO2表示二氧化碳分子及表示二氧化碳分子及其組成其組成表示二氧化硅晶體中硅表示二氧化硅晶體中硅氧原子個(gè)數(shù)比氧原子個(gè)數(shù)比氣態(tài)氣態(tài)固態(tài)固態(tài)可溶于水可溶于水不溶于水不溶于水很低很低很高很高不反應(yīng)不反應(yīng)不不Na2O+CO2= Na2CO32NaOH+CO2=Na2CO3+H2OCO2+H2O H2CO3 1.實(shí)驗(yàn)室盛裝實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用

6、溶液的試劑瓶為什么用 橡膠塞而不用玻璃塞？橡膠塞而不用玻璃塞？ 氫氧化鈉會(huì)和玻璃塞反應(yīng)生成粘性的玻璃膠。氫氧化鈉會(huì)和玻璃塞反應(yīng)生成粘性的玻璃膠。 化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 想一想，議一議想一想，議一議2、實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？、實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？ HF能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。劑瓶而要用塑料瓶。 2.某同學(xué)根據(jù)某同學(xué)根據(jù)氫氫氟酸反應(yīng)氟酸反應(yīng),推斷推斷 不正確。因?yàn)槎趸韪鷼浞岱磻?yīng)產(chǎn)物不正確。因?yàn)槎趸韪?/p>

7、氫氟酸反應(yīng)產(chǎn)物不是鹽和水，所以不屬于兩性氧化物，但是不是鹽和水，所以不屬于兩性氧化物，但是屬于酸性氧化物。屬于酸性氧化物。 三、硅酸三、硅酸 （H H2 2SiOSiO3 3） 1 1、硅酸是一種弱酸，、硅酸是一種弱酸，不溶于水不溶于水，不能使不能使 指示劑變色指示劑變色，是一種白色粉末狀的固體。，是一種白色粉末狀的固體。其酸性比碳酸弱，易分解其酸性比碳酸弱，易分解 請(qǐng)寫出硅酸的分解方程式：請(qǐng)寫出硅酸的分解方程式：H2SiO3 = H2O + SiO2 三、硅酸三、硅酸 （H H2 2SiOSiO3 3） 如何制取硅酸如何制取硅酸? ? 硅酸鈉溶液、酚酞、稀鹽酸、稀硫酸硅酸鈉溶液、酚酞、稀鹽酸

8、、稀硫酸 實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究NaNa2 2SiOSiO3 3+ _+ _H H2 2SiOSiO3 3實(shí)驗(yàn)試劑：實(shí)驗(yàn)試劑：制取原理：強(qiáng)酸制弱酸制取原理：強(qiáng)酸制弱酸2、硅酸的制備、硅酸的制備 滴入酚酞后溶液變紅，再滴入稀鹽酸，溶液滴入酚酞后溶液變紅，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生紅色變淺至無色，同時(shí)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.可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，NaNa2 2SiOSiO3 3 + 2HCl = 2NaCl + H+ 2HCl

9、= 2NaCl + H2 2SiOSiO3 3（膠體）（膠體）SiOSiO3 32- 2- + 2H+ 2H+ + = H= H2 2SiOSiO3 3 （膠體）（膠體）向飽和向飽和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3用什么實(shí)驗(yàn)事實(shí)能夠證明用什么實(shí)驗(yàn)事實(shí)能夠證明硅酸的酸性比碳酸弱？硅酸的酸性比碳酸弱？ 向可溶性硅酸鹽溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，出現(xiàn)向可溶性硅酸鹽溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，出現(xiàn)白色渾濁，即用白色渾濁，即用H2CO

10、3可制得可制得H2SiO3 ，可證明，可證明H2SiO3 的酸性比的酸性比H2CO3弱。（強(qiáng)酸制弱酸）弱。（強(qiáng)酸制弱酸） 【用途用途】：生成的硅酸逐漸聚合而形成硅酸溶膠，生成的硅酸逐漸聚合而形成硅酸溶膠，經(jīng)干燥脫水就形成硅酸干膠，稱為經(jīng)干燥脫水就形成硅酸干膠，稱為 “硅膠硅膠”。常常。常常用做干燥劑。用做干燥劑。 三、硅酸三、硅酸 （H H2 2SiOSiO3 3） 1 1、硅酸是一種弱酸，、硅酸是一種弱酸，不溶于水不溶于水，不能使不能使 指示劑變色指示劑變色，是一種白色粉末狀的固體。，是一種白色粉末狀的固體。其酸性比碳酸弱，易分解其酸性比碳酸弱，易分解 2、硅酸的制備、硅酸的制備 可溶性硅鹽

11、可溶性硅鹽 + 酸酸 （強(qiáng)酸制弱酸）（強(qiáng)酸制弱酸） 酸性：鹽酸酸性：鹽酸 碳酸碳酸 硅酸硅酸3、硅酸的用途：制備干燥劑、硅酸的用途：制備干燥劑小結(jié)：小結(jié)：課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1. 1.地殼中含量第一和第二的兩種元素所形成地殼中含量第一和第二的兩種元素所形成的化合物不具有的性質(zhì)是（的化合物不具有的性質(zhì)是（ ） A.A.熔點(diǎn)很高熔點(diǎn)很高 B.B.與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸 C.C.可與燒堿反應(yīng)生成鹽可與燒堿反應(yīng)生成鹽 D.D.堅(jiān)硬堅(jiān)硬 2. 2.要除去要除去SiOSiO2 2中混有的少量中混有的少量CaOCaO雜質(zhì)，最適雜質(zhì)，最適宜的試劑是（宜的試劑是（ ） A.A.純堿溶液純堿溶液

12、B.B.鹽酸鹽酸 C.C.硫酸硫酸 D.D.苛性鈉溶苛性鈉溶液液B BB B 3 3、下列試劑能貯存在磨口玻璃塞的試劑瓶里、下列試劑能貯存在磨口玻璃塞的試劑瓶里的是（的是（ ）A.HFA.HF溶液溶液 B.KOHB.KOH溶液溶液 C.C.鹽酸鹽酸 D.D.水玻璃水玻璃C C 4. 4.能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是實(shí)是（ ） A.COA.CO2 2溶于水形成碳酸，溶于水形成碳酸，SiOSiO2 2難溶于水難溶于水 B.COB.CO2 2通入可溶性硅酸鹽中析出通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀硅酸沉淀 C.C.高溫下高溫下SiOSiO2 2與碳酸鹽反應(yīng)生成與碳酸鹽反應(yīng)生成COCO2 2 D. D.氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入可溶性硅酸鹽溶液中生成硅酸沉淀通入可溶性硅酸鹽溶液中生成硅酸沉淀B B 6. 6.下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學(xué)反應(yīng)下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學(xué)反應(yīng)完成的是（完成的是（ ） A.COA.CO2 2HH2 2COCO3 3 B.SiO B.SiO2 2NaNa