無機(jī)非金屬材料的主角硅

關(guān)于無機(jī)非金屬材料的主角硅第1頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三

地殼中含量最多的前兩種元素是

和

，它們構(gòu)成了地殼的基本骨架。硅在地殼中的含量為

。硅的

及

構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤，約占地殼質(zhì)量的

以上。【獲取新知】

硅是一種親

元素，主要以熔點很高的

的形式存在。而碳在地殼中主要形成

等礦物。硅氧26.3%氧化物硅酸鹽90%氧氧化物、硅酸鹽石灰?guī)r、碳酸鹽閱讀教材P74—75，第2頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三Si是巖石、沙子、土壤等礦物界的主角：第3頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三一、二氧化硅

1.存在地球上存在的二氧化硅叫

，約占地殼總質(zhì)量的

；其存在形態(tài)有

和

兩大類。12%硅石結(jié)晶形無定形第4頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三硅藻土水晶瑪瑙水晶石英瑪瑙二氧化硅第5頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三沙子第6頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三石英第7頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三水晶第8頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三瑪瑙第9頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三SiO正四面體SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此硬度大，熔點（1710℃）、沸點高。2.SiO2的空間結(jié)構(gòu)：第10頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三3.SiO2的物理性質(zhì)與用途：物質(zhì)SiO2CO2

狀態(tài)（常溫）氣體熔點-56.6℃

沸點-78.5℃

溶解性1：1硬度固體1610℃2230℃不溶于水大二氧化硅是一種高硬度、高熔沸點的固體化合物！第11頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三耐高溫石英坩堝二氧化硅用途光導(dǎo)纖維瑪瑙飾品水晶工藝品第12頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三4.化學(xué)性質(zhì)(1)不活潑性：

常溫下，與水不反應(yīng)，氫氟酸是惟一可以與之反應(yīng)的酸，化學(xué)方程式：

.

玻璃中含SiO2，所以可以用

來雕刻玻璃，氫氟酸不能用

瓶盛裝氫氟酸玻璃SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O第13頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三雕花玻璃第14頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三在玻璃表面涂上一層石蠟第15頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三在石蠟上雕刻出花紋，向挖空部分加少量氫氟酸第16頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三洗掉酸并去掉石蠟第17頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三(2)具有

性氧化物的通性：①與燒堿溶液反應(yīng)：

②與生石灰反應(yīng)：

(3)弱氧化性：酸SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO高溫CaSiO3高溫

2C+SiO2Si+2CO↑第18頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三二氧化碳二氧化硅空氣硅石、石英、水晶、瑪瑙、沙子、硅藻土熔、沸點低，微溶于水熔點高，硬度大，不溶于水CO2+H2O=H2CO3不反應(yīng)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO高溫CaSiO3存在物理性質(zhì)不反應(yīng)與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)與NaOH反應(yīng)與CaO反應(yīng)與酸反應(yīng)與碳反應(yīng)2CO2+C＝2CO△2C+SiO2Si+2CO↑高溫CO2、SiO2的化學(xué)性質(zhì)為什么十分相似？SiO2與CO2性質(zhì)比較第19頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三思考1？HF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。NaOH溶液能與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘結(jié)而無法打開。因此盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。2、實驗室氫氟酸盛裝在什么試劑中？1、實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+4HF=SiF4↑+2H2O第20頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三硅酸是一種弱酸，它難溶于水，不能使指示劑變色，是一種白色粉末狀的固體。思考2？二氧化硅難溶于水，也不與水反應(yīng)，那么，如何制得硅酸呢？二、硅酸：(H2SiO3)第21頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三

實驗4-1：向飽和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸現(xiàn)象結(jié)論方程式滴入酚酞溶液呈紅色Na2SiO3呈堿性Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl實驗探究：滴入鹽酸有膠狀沉淀產(chǎn)生硅酸難溶于水第22頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三硅酸濃度較大時，則形成軟而透明的、膠凍狀的硅酸凝膠，硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠，稱為“硅膠”?？赏ㄟ^

與

制得，所生成的H2SiO3易聚合形成

；可溶性硅酸鹽硅酸溶膠其他酸硅膠多孔，吸附水分能力強(qiáng)，常用作實驗室和袋裝食品品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可用做催化劑的載體。第23頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三活動與探究：硅酸是一種比碳酸還要弱的酸，請利用中學(xué)實驗室常見的儀器及藥品，設(shè)計一個簡單實驗，證明硅酸的酸性比碳酸弱。

實驗原理——把CO2通入Na2SiO3溶液中方法一:方法 二:Na2SiO3+H2O+CO2＝H2SiO3↓+Na2CO3第24頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三課堂小結(jié)：SiO2存在——自然界中的硅石、石英、水晶、瑪瑙、硅藻土等。物理性質(zhì)——高熔點、高硬度、不溶于水的固體。結(jié)構(gòu)——硅～氧四面體空間拓展形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)化學(xué)性質(zhì)——與堿性氧化物、強(qiáng)堿反應(yīng)；與HF反應(yīng)能腐蝕玻璃。H2SiO3物理性質(zhì)——不溶于水、受熱易分解的白色固體?；瘜W(xué)性質(zhì)——酸性比碳酸還弱的弱酸。.用途（1）制作光導(dǎo)纖維（2）石英儀器：石英坩堝、石英表（3）水晶：電子工業(yè)的主要原料，裝飾品（4）瑪瑙：工業(yè)軸承部分、裝飾品等第25頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三課堂量分測試：1.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（）

A.硬度很大，熔點很高

B.與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸

C.屬于酸性氧化物

D.不溶于任何酸的固體BD2.下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學(xué)反應(yīng)完成的是（）

A.CO2→H2CO3B.SiO2→Na2SiO3

C.NaHCO3→Na2CO3

D.SiO2→H2SiO3D第26頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三課堂量分測試：3.下列試劑的貯存方法與NaOH溶液不相同的是（）

A.HF溶液 B.Na2CO3

溶液

C.鹽酸D.Na2SiO3溶液AC

4.能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是（）

A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水

B.CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸

C.高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D.HCl通入Na2CO3

溶液放出CO2

通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3沉淀B第27頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三課堂量分測試：5.能將Na2SiO3、CaCO3、SiO2三種白色粉末鑒別開來的試劑是（）

A.NaOH溶液B.水

C.氫氟酸D.稀鹽酸D6.寫出Na2SiO3溶液露置于空氣中變渾濁的化學(xué)方程式，并改寫成離子方程式。第28頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三課堂回憶：SiO2存在——自然界中的硅石、石英、水晶、瑪瑙、硅藻土等。物理性質(zhì)——高熔點、高硬度、不溶于水的固體。結(jié)構(gòu)——硅～氧四面體空間拓展形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)化學(xué)性質(zhì)——與堿性氧化物、強(qiáng)堿反應(yīng)；與HF反應(yīng)能腐蝕玻璃。H2SiO3物理性質(zhì)——不溶于水、受熱易分解的白色固體?；瘜W(xué)性質(zhì)——酸性比碳酸還弱的弱酸。.用途（1）制作光導(dǎo)纖維（2）石英：石英坩堝、石英表（3）水晶：工藝裝飾品（4）瑪瑙：工業(yè)軸承部分、裝飾品等第29頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三答一答，比一比：1。你能說出二氧化硅的三種“俗名”嗎？2。寫出NaOH溶液腐蝕玻璃的化學(xué)方程式？3。寫出HF溶液雕刻玻璃的化學(xué)方程式？4。用方程式表示硅酸的酸性比碳酸弱？方法一方法二SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+4HF=SiF4↑+2H2ONa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3

↓+Na2CO3第30頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三硅酸鹽——導(dǎo)讀提示：(1)硅酸鹽的組成元素？(2)硅酸鹽的主要通性？(3)“水玻璃”的性質(zhì)和用途？(4)硅酸鹽的氧化物的表示方法？(5)傳統(tǒng)三大硅酸鹽產(chǎn)品？(6)陶瓷、玻璃、水泥的原料？反應(yīng)？(7)“金剛砂”成分？性質(zhì)和用途？第31頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三七、硅酸鹽：(1)元素組成——硅、氧和金屬等滑石:Mg3Si4O12H2

石棉:CaMg3Si4O12和田玉：Ca2Mg5Si8O24H2黏土:Al2Si2O9H4第32頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三(2)共同性質(zhì)：大多為高熔點固態(tài)物質(zhì)，大多難溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定(3)Na2SO3性質(zhì)和用途：

Na2SO3水溶液俗稱水玻璃；水溶液呈堿性；

用于制“硅膠”和木材防火劑。七、硅酸鹽：(1)元素組成——硅、氧和金屬等第33頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三硅酸鈉：Na2SiO3

Na2O·SiO2石棉：CaMg3Si4O12鉀長石：KAlSi3O8普通玻璃:CaNa2Si6O14CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2Na2O·CaO·6SiO22。表示的順序是：

活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水化合價低的金屬氧化物放在前面，1．保持原有各元素的化合價不變，按順序?qū)懗龈髟氐难趸铩?。除氧元素外，其他元素的原子個數(shù)之比符合原來的組成，配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時應(yīng)化為整數(shù)。(4)硅酸鹽的氧化物的表示方法？第34頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三練習(xí)：高嶺土：Al2Si2O5(OH)4白云母：K2Al6Si6(OH)8O18Al2O3

·2SiO2

·2H2OK2O·3Al2O3

·6SiO2

·4H2O高嶺土白云母第35頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三t陶瓷玻璃水泥(5)傳統(tǒng)三大硅酸鹽產(chǎn)品：第36頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三陶瓷玻璃水泥原料設(shè)備過程原理成分黏土石灰石、純堿、石英石灰石、黏土、石膏（輪）窯玻璃窯（爐）水泥回轉(zhuǎn)窯原料粉碎，配比混合、高溫強(qiáng)熱，冷卻成型復(fù)雜的物理、化學(xué)變化。形成玻璃反應(yīng)：Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑

CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑

高溫高溫硅酸鹽、鋁硅酸鹽Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2Na2O?CaO?6SiO2硅酸三鈣(3CaO?SiO2)、硅酸二鈣(2CaO?SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO?Al2O3)(6)陶瓷、