第一節(jié)無幾非金屬材料的主角1

1、第四章 非金屬及其化合物,第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料 的主角硅,占地殼質(zhì)量的90%以上,地球生物生存的根基硅酸鹽、空氣、水、陽光,1、Si在自然界中的存在形態(tài)：,閱讀后小結(jié)：（P.74中段）,2、Si在自然界中的存在形式：,3、C、Si原子的最外電子層上有4個電子（畫出C、Si原子的結(jié)構(gòu)簡圖），其原子既難失去電子又難得到電子（難于形成陰、陽離子），主要形成4價的化合物。,SiO2和硅酸鹽,C：2、4、4,Si：4、4,化合態(tài),4、主要化合價,一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅（SiO2）,(1)存在：,結(jié)晶形：石英,無定形,水晶,瑪瑙,(2) SiO2晶體是具有正四面體結(jié)構(gòu)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。 S

2、iO2不是分子式，是化學(xué)式，表示二氧化硅晶體中硅氧原子的個數(shù)比。,(3)、 SiO2物理性質(zhì)：,SiO2是一堅硬難熔的固體不溶于水，純凈的二氧化硅無色透明。,硅石（12%）,（用途廣泛）,(4) 、SiO2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。,高溫,a 、不能與水化合,b、與堿性氧化物化合：SiO2+CaO CaSiO3 SiO2+Na2O Na2SiO3,C、與堿反應(yīng)：SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O,注意：盛堿溶液的試劑瓶一般用橡膠塞，不能用 玻璃塞。為什么？,高溫,與HF反應(yīng)：SiO2+4HF SiF4+2H2O,注意：一般用塑料試劑瓶盛氫氟酸，不能用玻璃

3、試劑瓶。為什么？,（用于雕刻玻璃）,弱氧化性：SiO2 + 2C Si + 2CO,高溫,Si + C SiC（金剛砂）,高溫,SiO2 + 3C SiC + 2CO,高溫,SiO2 + 2Mg Si+ 2MgO,高溫,SiO2 + 4Mg Mg2Si + 2MgO,高溫,與Na2CO3等反應(yīng)： SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2,高溫,高溫,制光導(dǎo)纖維、石英玻璃、石英鐘表等；制造電子工業(yè)中的重要部件、光學(xué)儀器、高級工藝品、眼鏡片、精密儀器、軸承、耐磨器皿等；制作裝飾品。,（5）、SiO2的用途與危害：,在隧道開鑿，石英粉

4、加工等工作環(huán)境下易形成含有二氧化硅的粉塵，人長期吸入含有二氧化硅的粉塵，就會患硅肺病（舊稱矽肺）。,危害：,用途：,二氧化硅和二氧化碳的比較,CO2,SiO2,表示二氧化碳分子及其組成,表示二氧化硅晶體中硅氧原子個數(shù)比,氣態(tài),固態(tài),很小,很大,可溶于水,不溶于水,很低,很高,高溫,穩(wěn)定,很穩(wěn)定,CO2+H2O=H2CO3,不反應(yīng),CO2+CaO = CaCO3,SiO2+CaO = CaSiO3,CO2+2NaOH = Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O,不反應(yīng),SiO2+4HF = SiF4+2H2O,化學(xué)性質(zhì),高溫,SiO2 + Na2CO3 = Na2

5、SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2,高溫,高溫,CO2 + C = 2CO,高溫,SiO2 + 2C = Si + 2CO,CO2+H2O+Na2CO3 =2NaHCO3 CO2 +H2O+ CaCO3 = Ca（HCO3）2,2、硅酸（H2SiO3）,H2SiO3是SiO2的對應(yīng)水化物（ SiO2 是H2SiO3的酸酐），是一種不溶性酸，是一種白色固體，其酸性比H2CO3還弱。,（1）制法可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)：,滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無色，同時有白色膠狀沉淀產(chǎn)生,a、Na2SiO3溶液呈堿性，b、可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生

6、成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠，d、靜置則形成硅酸沉淀。,實驗4-1,Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3,（2）酸性太弱，只能與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng) H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O,（3）不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定），受熱易分解,用H2CO3可制得H2SiO3 ，可證明H2SiO3 的酸性比H2CO3弱。,SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3,Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3,SiO32- + 2H+ = H2SiO3,Na2SiO3 + 2HC

7、l = 2NaCl + H2SiO3,3、硅酸鈉（Na2SiO3），俗名叫泡花堿，白色固體，易溶 于水，其水溶液俗名叫水玻璃。,2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,1、由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。,二、硅酸鹽,先變干，后燃燒,僅變干，不燃燒,Na2SiO3溶液可作木材、紙張的防火劑,水玻璃是無色粘稠的液體，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩(wěn)定性強(qiáng)?？捎米鞣试硖盍?，木材、織物的防腐劑和防火劑，建筑、紙張的黏膠劑。,（2）氧化物化學(xué)式法： 金屬氧化物二氧化硅水,（1）鹽化學(xué)式法： 如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3 等,4、硅酸鹽組成的表示方法：,CaOAl2O33SiO23

8、H2O,Na2OSiO2,Al2O32SiO22H2O,K2O Al2O3 6SiO2,注意事項：1、氧化物之間用 “” 隔開 2、前后原子個數(shù)守恒 3、金屬氧化物(按金屬活潑順序)、二氧化硅、水 4、系數(shù)為分?jǐn)?shù)時化為整數(shù),5、土壤膠體的形成、特點和應(yīng)用： （閱讀上段P.77）,6、重要的無機(jī)非金屬材料： （1）傳統(tǒng)硅酸鹽材料 ：陶瓷、玻璃、水泥 （2）新型無機(jī)非金屬材料：新型陶瓷、光導(dǎo)纖維閱讀P.79科學(xué)視野,新型陶瓷造成的人造骨,既耐高溫又耐低溫的硅橡膠制品,1、晶體結(jié)構(gòu),三、硅單質(zhì),硅單質(zhì)有晶體和無定形兩種，晶體硅的結(jié)構(gòu)跟金剛石相似，都是具有正四面體結(jié)構(gòu)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。,硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石,3、化學(xué)性質(zhì),常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，除F2、HF和強(qiáng)堿外，硅不跟其它物質(zhì)（如O2、Cl2、H2SO4、HNO3等）反應(yīng)。,晶體硅是帶有金屬光澤、灰黑色、硬而脆的固體，熔、沸點高，導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料。,2、物理性質(zhì),（1）常溫下能發(fā)生的反應(yīng) Si+2F2= SiF4 Si+4HF= SiF4 +2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2