無機(jī)非金屬材料的主角---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（第一課時）（第一課時）無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料主角主角 無機(jī)物（目前我們所學(xué)）無機(jī)物（目前我們所學(xué)） 有機(jī)物（必修有機(jī)物（必修2中學(xué)習(xí)）中學(xué)習(xí)）化合物化合物硅硅 親親氧、氧、氟氟元元素素第第AA族的二兄弟碳和硅族的二兄弟碳和硅豪門二杰豪門二杰碳元素碳元素硅元素硅元素形成了無數(shù)種構(gòu)成人類和其它形成了無數(shù)種構(gòu)成人類和其它地球生物等的有機(jī)物，地球生物等的有機(jī)物，“統(tǒng)治統(tǒng)治了有機(jī)界了有機(jī)界”。煤、石油等有機(jī)化產(chǎn)品和材料煤、石油等有機(jī)化產(chǎn)品和材料是現(xiàn)代化的基石是現(xiàn)代化的基石地殼質(zhì)量的約地殼質(zhì)量的約

2、90%，構(gòu)成了地，構(gòu)成了地殼大部分巖石、沙子和土壤，殼大部分巖石、沙子和土壤， “統(tǒng)治了地殼統(tǒng)治了地殼”硅酸鹽工業(yè)的陶瓷、玻璃、硅酸鹽工業(yè)的陶瓷、玻璃、水泥等使人類生活日新月異水泥等使人類生活日新月異本節(jié)學(xué)習(xí)思路本節(jié)學(xué)習(xí)思路硅單質(zhì)硅單質(zhì)-二氧化硅二氧化硅-硅酸硅酸-硅酸鹽硅酸鹽 Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3硅單質(zhì)硅單質(zhì)-Si單質(zhì)硅單質(zhì)硅單晶硅單晶硅無定形硅無定形硅物理性質(zhì)：熔點高、硬度大、有脆性、化學(xué)性質(zhì)不物理性質(zhì)：熔點高、硬度大、有脆性、化學(xué)性質(zhì)不活潑活潑硅硅單單質(zhì)質(zhì)-優(yōu)優(yōu)良良半半導(dǎo)導(dǎo)體體材材料料硅芯片的應(yīng)用硅芯片的應(yīng)用-信息技術(shù)的革命！信息技術(shù)的革命！閱讀課本閱讀課本P74

3、-75面面1、SiO2在自然界的存在形式有哪些？在自然界的存在形式有哪些？2、硅石、石英、水晶、瑪瑙之間的關(guān)系？、硅石、石英、水晶、瑪瑙之間的關(guān)系？3、生活中哪些物質(zhì)中含有、生活中哪些物質(zhì)中含有SiO2？石英、水晶、瑪瑙、光纖、沙石石英、水晶、瑪瑙、光纖、沙石結(jié)晶形、無定形結(jié)晶形、無定形硅石硅石結(jié)晶形（石英）結(jié)晶形（石英）無定形無定形無色透明無色透明彩色環(huán)帶或?qū)訝畈噬h(huán)帶或?qū)訝钏К旇К旇Ч璧难趸锕璧难趸?SiO2SiO2在自然界的存在自然界的存在、應(yīng)用！在、應(yīng)用！考眼力考眼力1：硬度：天然水晶硬度：天然水晶硬度大硬度大，用碎石在飾品上，用碎石在飾品上 輕輕劃一下輕輕劃一下180109

4、28SiOSiO2結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)一、二氧化硅一、二氧化硅1、二氧化硅（二氧化硅（SiO2）SiO2的化學(xué)性質(zhì)活潑嗎？為什么？的化學(xué)性質(zhì)活潑嗎？為什么？（2）二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)）二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)（與二氧化碳比較）（與二氧化碳比較）二氧化碳二氧化碳CO2二氧化硅二氧化硅SiO2物質(zhì)分類物質(zhì)分類與水反應(yīng)與水反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿性氧化與堿性氧化物反應(yīng)物反應(yīng)CO2 CaOCaCO3CaOSiO2 CaSiO3高溫高溫CO2 2NaOH Na2CO3+H2OSiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OCO2 H2OH2CO3不溶于水、不反應(yīng)不溶于水、不反應(yīng)均屬于酸性氧化物均屬于酸性

5、氧化物與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng) SiO2+4HF=SiF4+2H2O（用于雕刻玻璃）（用于雕刻玻璃）（粘性）（粘性）只與強(qiáng)堿反應(yīng)只與強(qiáng)堿反應(yīng)SiO2的特殊性質(zhì)（與的特殊性質(zhì)（與HF反應(yīng)）反應(yīng)）與與HF（唯一與（唯一與SiO2反應(yīng)的酸）反應(yīng)：反應(yīng)的酸）反應(yīng)： SiO2+4HF=SiF4+2H2O應(yīng)用：用于刻畫玻璃應(yīng)用：用于刻畫玻璃堿性物質(zhì)的存放堿性物質(zhì)的存放想一想：可以有哪些辦法制備碳酸想一想：可以有哪些辦法制備碳酸(H2CO3) ？根據(jù)碳酸的制備方法，你推測可以如何制備硅根據(jù)碳酸的制備方法，你推測可以如何制備硅酸酸(H2SiO3) ？硅酸硅酸(H2SiO3)的制備的制備資料：硅酸是高中階段

6、唯一一種難溶于水的弱資料：硅酸是高中階段唯一一種難溶于水的弱酸，酸性比碳酸還弱！酸，酸性比碳酸還弱！方法方法1：SiO2+H2O ?方法方法2 ：Na2SiO3+HCl ?方法方法3 ：Na2SiO3+H2O+CO2 ?硅酸硅酸(H2SiO3)的制備的制備強(qiáng)酸制弱酸：強(qiáng)酸制弱酸：弱酸鹽弱酸鹽+強(qiáng)酸強(qiáng)酸=弱酸弱酸+強(qiáng)酸鹽強(qiáng)酸鹽實驗實驗4-1 現(xiàn)象現(xiàn)象 結(jié)論結(jié)論化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程式方程式Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 （膠體）（膠體）Na2SiO3溶液顯堿性溶液顯堿性H2SiO3 是一種不溶性弱酸是一種不溶性弱酸在在Na2SiO3溶液中滴加酚酞，溶液中滴加酚酞，溶液變紅。溶液

7、變紅。逐滴滴加逐滴滴加HCl時，溶液紅色變時，溶液紅色變淺。有透明的淺。有透明的硅酸凝膠硅酸凝膠產(chǎn)生產(chǎn)生硅膠干燥劑！硅膠干燥劑！硅酸鹽硅酸鹽 硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，在自然界分布極廣。硅酸鹽是一類結(jié)構(gòu)復(fù)稱，在自然界分布極廣。硅酸鹽是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物，一般都不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)雜的化合物，一般都不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。定。 1、 最簡單又常用的硅酸鹽是硅酸鈉最簡單又常用的硅酸鹽是硅酸鈉（Na2SiO3），其水溶液稱為），其水溶液稱為水玻璃，可用于：水玻璃，可用于：木材防火劑及黏膠劑等。木材防火劑及黏膠劑等。 實驗實驗4-2：Na2S

8、iO3作為防火劑作為防火劑 2、 幾種硅酸鹽產(chǎn)品幾種硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷、玻璃、水泥陶瓷、玻璃、水泥硅酸鹽硅酸鹽材料材料生產(chǎn)原料生產(chǎn)原料陶瓷陶瓷玻璃玻璃水泥水泥黏土黏土Na2CO3、CaCO3、SiO2黏土、石灰石、石膏（黏土、石灰石、石膏（CaSO4 xH2O）硅酸鹽的應(yīng)用硅酸鹽的應(yīng)用-玻璃、水泥、陶瓷玻璃、水泥、陶瓷工業(yè)制玻璃的原理（了解）：工業(yè)制玻璃的原理（了解）：工業(yè)上以純堿、石灰石、工業(yè)上以純堿、石灰石、SiO2為原料制備玻璃：為原料制備玻璃： Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高沸點酸酐制備低沸點酸酐！高沸點酸酐制備低沸點酸酐！玻璃

9、的主要成分：玻璃的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成。其組成。NaNa2 2SiOSiO3 3NaNa2 2O OSiOSiO2 2高嶺石高嶺石AlAl2 2（SiSi2 2O O5 5）（）（OHOH）4 4AlAl2 2O O3 3 2SiO 2SiO2 22H2H2 2O Ol要領(lǐng)：要領(lǐng)：兩邊原子個數(shù)守恒兩邊原子個數(shù)守恒l格式：金屬氧化物、二氧化硅、水格式：金屬氧化物、二氧化硅、水l順序：金屬按活動順序表排列順序：金屬按活動順序表排列 K2O2Al2O36SiO22H2OK(Al2Si3O10)(OH)2

10、SiO2：硅酸鹽：硅酸鹽：硅酸：硅酸：單質(zhì)單質(zhì)Si： 硅芯片、太陽能電池硅芯片、太陽能電池石英、水晶、瑪瑙、光纖、沙石石英、水晶、瑪瑙、光纖、沙石玻璃、水泥、陶瓷玻璃、水泥、陶瓷硅膠干燥劑硅膠干燥劑1、賞心悅目的雕花玻璃是用下列物質(zhì)中的一種、賞心悅目的雕花玻璃是用下列物質(zhì)中的一種對玻璃進(jìn)行刻蝕而制成的對玻璃進(jìn)行刻蝕而制成的,這種物質(zhì)是這種物質(zhì)是( )A鹽酸鹽酸 B氫氟酸氫氟酸 C燒堿燒堿 D純堿純堿2、下列物質(zhì)中，屬于酸性氧化物但不溶于水的、下列物質(zhì)中，屬于酸性氧化物但不溶于水的是（是（ ）A CO2 B SiO2 C SO3 D Fe2O33、氨水是弱堿溶液，盛裝氨水的試劑瓶能否用氨水是弱堿

11、溶液，盛裝氨水的試劑瓶能否用玻璃塞？為什么？玻璃塞？為什么？BB能。能。 SiOSiO2 2只能與強(qiáng)堿反應(yīng)只能與強(qiáng)堿反應(yīng) 思考題思考題 下列說法錯誤的是（下列說法錯誤的是（ ） A . SiOA . SiO2 2 是二氧化硅的化學(xué)式是二氧化硅的化學(xué)式 B . SiOB . SiO2 2 晶體是由晶體是由SiSi和和O O按按1:21:2的比例的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 C .SiOC .SiO4 4 四面體只存在于二氧化硅四面體只存在于二氧化硅晶體中晶體中D . D . 沙子里含無定形二氧化硅沙子里含無定形二氧化硅 E . E . 石英就是水晶石英就是水晶 F

12、. SiOF . SiO2 2 從古到今被人類廣泛地應(yīng)用從古到今被人類廣泛地應(yīng)用著，是因為著，是因為SiOSiO2 2 的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和它的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和它在自然界的廣泛存在在自然界的廣泛存在CDE 思考題思考題8 下列各項表述是否正確下列各項表述是否正確： （1）用氫氟酸刻蝕玻璃的化學(xué)方程式為：）用氫氟酸刻蝕玻璃的化學(xué)方程式為： SiOSiO2 2 + 4HF = + 4HF = SiFSiF4 4 + + 2H2H2 2O O （ ） （2）不能用玻璃容器盛裝氫氟酸，是因為發(fā)生）不能用玻璃容器盛裝氫氟酸，是因為發(fā)生反應(yīng)：反應(yīng)： SiOSiO2 2 +4HF = +4HF = SiFSiF4 4+ + 2H2H2 2O O （ ） （3 3）酸性氧化物）酸性氧化物SiOSiO2 2與與CaOCaO反應(yīng)，其化學(xué)方程式反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：為： SiO