二氧化硅和硅酸

1、.1第四章第四章 非金屬及其化合物非金屬及其化合物.2非金屬非金屬.3氧、硅氧、硅氮、氧氮、氧NaCl構成地殼的骨架構成地殼的骨架空氣的主空氣的主要元素要元素SO2、NO2、CO影響大氣質量影響大氣質量的氣態(tài)氧化物的氣態(tài)氧化物人人體體生生理理必必需需的的食食用用鹽鹽.4無機非金屬材料的主角無機非金屬材料的主角硅硅.5 硅的化合物構成了地殼中大部分硅的化合物構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤的巖石、沙子和土壤, ,約占地殼質量約占地殼質量的的90%90%以上。以上。硅的廣泛存在硅的廣泛存在第一節(jié)第一節(jié) 無機非金屬材料的主角無機非金屬材料的主角硅硅.6硅和碳的原子結構硅和碳的原子結構 碳是構成有

2、碳是構成有 機機物的主要元素物的主要元素硅是構成巖石與許硅是構成巖石與許多礦物的基本元素多礦物的基本元素SiC第一節(jié)第一節(jié) 無機非金屬材料的主角無機非金屬材料的主角硅硅.7硅是一種親氧元素硅是一種親氧元素, ,在自然界中它在自然界中它總是與氧相互化合的總是與氧相互化合的( (與碳不同與碳不同) )氧化物氧化物硅酸鹽硅酸鹽存在形式存在形式無游離態(tài)無游離態(tài)第一節(jié)第一節(jié) 無機非金屬材料的主角無機非金屬材料的主角硅硅.8天然天然SiO2 結晶結晶（石英）（石英）無定形（硅藻土）無定形（硅藻土）純凈的純凈的SiO2晶體叫做晶體叫做水晶水晶具有彩色環(huán)帶狀或層狀的叫具有彩色環(huán)帶狀或層狀的叫瑪瑙瑪瑙 1、二氧

3、化硅的存在、二氧化硅的存在一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）.9瑪瑙硅石硅石 1、二氧化硅的存在、二氧化硅的存在一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）.10 SiO4 四面體結構四面體結構 2、二氧化硅的結構、二氧化硅的結構SiOOOO一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）.11一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）2、二氧化硅的結構、二氧化硅的結構.12一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiOSiO2 2）2、二氧化硅的結構、二氧化硅的結構二氧化硅晶體的空間網狀結構模型二氧化硅晶體的空間網狀結構模型.13一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）3、二氧化硅的物理性質、二氧化硅的物理性質 硬度大，

4、熔點高，不溶于水，硬度大，熔點高，不溶于水，不導電。不導電。純凈的二氧化硅晶體無色透明。純凈的二氧化硅晶體無色透明。.14一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）4、二氧化硅的化學性質、二氧化硅的化學性質酸性氧化物酸性氧化物a.與堿反應：與堿反應：SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2Ob.與堿性氧化物反應：與堿性氧化物反應：SiO2CaO = =CaSiO3高溫高溫.15思考：思考：為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞用橡皮塞而不用玻璃塞? ?因為堿液會跟玻璃塞中的因為堿液會跟玻璃塞中的SiOSiO2 2反應，反應，生成的硅酸鹽會把試劑瓶和玻

5、璃塞生成的硅酸鹽會把試劑瓶和玻璃塞粘連在一起。粘連在一起。SiO2 2OH= SiO32 H2O一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）.16一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）4、二氧化硅的化學性質、二氧化硅的化學性質高溫下與碳單質反應：高溫下與碳單質反應：SiO2+2C=Si+2CO高溫高溫工業(yè)上用此反應制備粗硅（工業(yè)上用此反應制備粗硅（P81第第9題）題）氧化產物是氧化產物是CO而不是而不是CO2SiO2+3C=SiC+2CO高溫高溫（弱氧化性）（弱氧化性）（歧化反應）（歧化反應）.17一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）4、二氧化硅的化學性質、二氧化硅的化學性質SiO2Si價值價值5

6、0005000元的芯片元的芯片用戶沙灘點沙成金點沙成金.18一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）4、二氧化硅的化學性質、二氧化硅的化學性質特性：特性：SiO2+4HF=SiF4 +2H2O思考：思考：2.為什么為什么HF溶液不能用玻璃瓶存放溶液不能用玻璃瓶存放?1. SiO2是不是兩性氧化物是不是兩性氧化物?能與氫氟酸反應能與氫氟酸反應.19一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiOSiO2 2）雕刻巧匠氫氟酸雕刻巧匠氫氟酸 玻璃光滑堅硬，用什么刀子能雕刻出這玻璃光滑堅硬，用什么刀子能雕刻出這些花紋圖案和刻度呢？當然用普通刀子是些花紋圖案和刻度呢？當然用普通刀子是不能完成這一工藝的。說來有趣，找到能

7、不能完成這一工藝的。說來有趣，找到能夠在玻璃上自如地雕刻的特殊夠在玻璃上自如地雕刻的特殊“刀子刀子”，還是從發(fā)現(xiàn)一種會還是從發(fā)現(xiàn)一種會“啃啃”玻璃的化學物質玻璃的化學物質開始的。開始的。.20一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）4、二氧化硅的化學性質、二氧化硅的化學性質高溫下與碳酸鹽反應高溫下與碳酸鹽反應SiO2+Na2CO3=Na2SiO3 +CO2高溫高溫SiO2+CaCO3=CaSiO3 +CO2高溫高溫工業(yè)上制玻璃的反應原理工業(yè)上制玻璃的反應原理.21一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）5、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途飾物飾物現(xiàn)代通信光導纖維現(xiàn)代通信光導纖維光學纖維胃鏡光學纖維胃

8、鏡石英坩堝石英坩堝.22二、硅酸（二、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3） 硅酸是一種不溶于水的弱酸，酸硅酸是一種不溶于水的弱酸，酸性比碳酸還弱，不能使指示劑變色。性比碳酸還弱，不能使指示劑變色。.23討論：討論：能用能用SiO2與水反應制得嗎與水反應制得嗎？由于由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通過可溶性不溶于水，所以硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其它酸反應制得的。硅酸鹽與其它酸反應制得的。如何制得硅酸如何制得硅酸？二、硅酸（二、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）.24二、硅酸（二、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）實驗實驗4-14-1在試管中加入在試管中加入3-4mLNa2SiO3溶液，

9、滴入溶液，滴入1-2滴滴酚酞溶液，再逐滴加入稀鹽酸溶液，邊加邊酚酞溶液，再逐滴加入稀鹽酸溶液，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時停止。振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時停止。觀察現(xiàn)象。觀察現(xiàn)象。1、硅酸的制備、硅酸的制備.25二、硅酸（二、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）現(xiàn)象現(xiàn)象結論結論化學方化學方程式程式溶液呈紅色溶液呈紅色, ,加入鹽酸溶液紅色變加入鹽酸溶液紅色變淺并接近消失時淺并接近消失時, ,有白色膠狀物質有白色膠狀物質生成生成. .硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其它酸硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其它酸反應制得的。反應制得的。Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(膠體膠體)+2NaCl

10、若改變操作順序或鹽酸過量，則會生成硅酸沉淀：若改變操作順序或鹽酸過量，則會生成硅酸沉淀：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl.26討論：討論： 如何設計實驗證明硅酸的酸性比碳酸弱如何設計實驗證明硅酸的酸性比碳酸弱？向向Na2SiO3溶液里通入少量溶液里通入少量CO2氣體氣體:Na2SiO3+ CO2 +H2O=H2SiO3+Na2CO3若通入若通入CO2氣體過量氣體過量:Na2SiO3+ 2CO2 +2H2O=H2SiO3+2NaHCO3二、硅酸（二、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）.27二、硅酸（二、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）2、化學性質化學性質H2SiO3 = SiO2 + H2O硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：.282 2、硅酸（、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）2、化學性質化學性質2NaOH+H2SiO3 = Na2SiO3+ 2H2O硅酸與堿溶液反應：硅酸與堿溶液反應：.29硅膠多孔，吸