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硅的存在与分布硅的存在与分布存在：硅是亲氧元素，没有游离态，只有化合态（以氧存在：硅是亲氧元素，没有游离态，只有化合态（以氧化物和硅酸盐的形式存在）化物和硅酸盐的形式存在）分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。图图 4-1 4-1 硅的广泛存在硅的广泛存在第一页，编辑于星期一：十点 十分。硅和碳硅和碳一样一样,其原子其原子既不易失去电子，也不易得到电既不易失去电子，也不易得到电子，子，所以硅的化学性质不活泼所以硅的化学性质不活泼,主要形成主要形成四价化合物四价化合物CSi碳碳是构成有机物的是构成有机物的主要元素主要元素硅硅是构成岩石和许是构成岩石和许多矿物的主要元素多矿物的主要元素从从原子结构原子结构认识硅认识硅第二页，编辑于星期一：十点 十分。结晶形结晶形 石英晶体石英晶体(SiO2)沙子沙子无定形无定形硅藻土硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙一、一、二氧化硅二氧化硅（SiO2）1 1、存在、存在:硅石硅石（天然）（天然）无色透明无色透明彩色环带或层状彩色环带或层状水晶水晶玛瑙第三页，编辑于星期一：十点 十分。每每1个个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子原子，Si在中心在中心,O在四个顶角。在四个顶角。同时每同时每1个个O原子周围结合原子周围结合2个个Si原子原子相结合。相结合。硅原子硅原子二氧化硅中二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为氧原子与硅原子个数比为2：1，用，用SiO2来表示来表示二氧化硅的组成二氧化硅的组成,表示表示O与与Si的原子个数比的原子个数比,不是分子式是化学式。不是分子式是化学式。SiOSiO4 4 四面体结构四面体结构立体网状结构立体网状结构决定了决定了SiOSiO2 2具具有优良的物理有优良的物理和化学性质和化学性质2 2、结构、结构第四页，编辑于星期一：十点 十分。思考与交流思考与交流物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_通常条件下，很稳定通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水第五页，编辑于星期一：十点 十分。3 3、二氧化硅的化学性质（、二氧化硅的化学性质（通常很不活泼通常很不活泼）1）具有具有酸性氧化物酸性氧化物的通性的通性（1）与）与强碱强碱反应生成盐和水反应生成盐和水（2）与碱性氧化物反应生成盐）与碱性氧化物反应生成盐（有粘性，其溶液俗称水玻璃有粘性，其溶液俗称水玻璃）第六页，编辑于星期一：十点 十分。实验室盛装实验室盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞用橡胶塞而不用玻璃塞 NaOHNaOH溶液能与玻璃中的溶液能与玻璃中的SiOSiO2 2反应生成反应生成NaNa2 2SiOSiO3 3，使瓶塞部分，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装粘结而无法打开。因此盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用用橡胶塞橡胶塞。第七页，编辑于星期一：十点 十分。SiF42H2O此反应常用于雕刻玻璃此反应常用于雕刻玻璃2）特性特性与氢氟酸与氢氟酸HF反应反应思考思考:实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？HFHF能腐蚀玻璃能腐蚀玻璃.因此，盛装因此，盛装氢氟酸氢氟酸不能用玻璃不能用玻璃试剂瓶而要用试剂瓶而要用塑料瓶塑料瓶。第八页，编辑于星期一：十点 十分。CO2SiO2不同点构成CO2分子立体网状结构，无SiO2分子物理性质气体，熔沸点较低，溶于水固体，熔沸点高，硬度大，不溶于水与水反应H2O+CO2=H2CO3不反应与酸反应不反应相同点与碱性氧化物反应与强碱反应氧化性用途SiF42H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O特性特性人工降雨，灭火人工降雨，灭火,饮料饮料等等下页下页第九页，编辑于星期一：十点 十分。SiOSiO2 2的用途的用途第十页，编辑于星期一：十点 十分。现代通信用现代通信用光缆光缆光学纤维光学纤维胃镜胃镜用用光导纤维光导纤维做做无开刀手术无开刀手术光导纤维光导纤维手术头灯手术头灯光导纤维光导纤维第十一页，编辑于星期一：十点 十分。二、硅酸二、硅酸(H2SiO3)硅酸是一种硅酸是一种白色固体白色固体，它，它不溶于水不溶于水；是一种是一种弱酸弱酸，酸性比碳酸还弱，酸性比碳酸还弱，不能不能使指示剂变色。使指示剂变色。思考思考二氧化硅难溶于水二氧化硅难溶于水，又不又不与水反应与水反应，那，那么，么，如何制得硅如何制得硅酸呢？酸呢？第十二页，编辑于星期一：十点 十分。实验实验4-1：向饱和：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸滴入稀盐酸现现 象象结结 论论方程式方程式滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色 Na2SiO3溶液呈碱性溶液呈碱性Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（胶体）（胶体）+2NaCl实验探究实验探究滴入盐酸有白色胶状物质产生滴入盐酸有白色胶状物质产生硅酸难溶于水硅酸难溶于水第十三页，编辑于星期一：十点 十分。生成的硅酸逐渐聚合而形成成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶硅酸溶胶（能流动）（能流动），当，当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶硅酸凝胶（不能流动）（不能流动），硅，硅酸凝胶经过干燥脱水就形成酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶硅胶。硅胶硅胶的用途：的用途：干燥剂（吸水），干燥剂（吸水），吸附剂（多孔），吸附剂（多孔），催化剂的载体。催化剂的载体。第十四页，编辑于星期一：十点 十分。用用HH2 2COCO3 3可制得可制得HH2 2SiOSiO3 3 ，可证明，可证明HH2 2SiOSiO3 3 的酸的酸性比性比HH2 2COCO3 3弱。弱。SiOSiO3 32-2-+H+H2 2O+COO+CO2 2=CO=CO3 32-2-+H+H2 2SiOSiO3 3 NaNa2 2SiOSiO3 3 +H+H2 2O+COO+CO2 2=Na=Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3 向向Na2SiO3溶液中通如溶液中通如CO2也可生成也可生成H2SiO3HH2 2SiOSiO3 3 稳定性差，受热易分解稳定性差，受热易分解HH2 2SiOSiO3 3 =SiO =SiO2 2 +H+H2 2OO第十五页，编辑于星期一：十点 十分。三、三、硅酸盐硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定。最简单的硅酸盐最简单的硅酸盐硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称其水溶液俗称水玻璃水玻璃或者或者泡花碱泡花碱，用于制，用于制备备硅胶和木材防火剂，作肥皂填料、粘硅胶和木材防火剂，作肥皂填料、粘合剂合剂等。等。是由是由硅、氧硅、氧和和金属金属组成的化合物的总称。组成的化合物的总称。1、概念：、概念：第十六页，编辑于星期一：十点 十分。实验实验4-24-2放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结论结论当水分蒸当水分蒸发后燃烧发后燃烧当水分蒸发后当水分蒸发后不易燃烧不易燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火制备木材防制备木材防火剂的原料火剂的原料第十七页，编辑于星期一：十点 十分。2、硅酸盐组成表示、硅酸盐组成表示1、将硅酸盐中所有元素都写成、将硅酸盐中所有元素都写成氧化物氧化物。氧化物书写顺序：。氧化物书写顺序：活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2O2、氧化物之间用、氧化物之间用“”隔开隔开3、在氧化物前面按化学式中的比例添加系数、在氧化物前面按化学式中的比例添加系数硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3)镁橄榄石（镁橄榄石（Mg2SiO4）钙沸石钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2ONa2O SiO22MgO SiO2CaO Al2O3 3SiO23H2O第十八页，编辑于星期一：十点 十分。K2O3Al2O36SiO22H2OK(Al3Si3O10)(OH)2第十九页，编辑于星期一：十点 十分。传统无机非金属材料传统无机非金属材料硅酸盐产品硅酸盐产品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃阅读教材阅读教材78-793、硅酸盐产品、硅酸盐产品 陶瓷陶瓷 玻璃玻璃 水泥水泥3、硅酸盐产品、硅酸盐产品 陶瓷陶瓷 玻璃玻璃 水泥水泥第二十页，编辑于星期一：十点 十分。生产原料：石灰石、黏土生产原料：石灰石、黏土 （CaCO3、Al2O32SiO22H2O）生产设备：水泥回转窑生产设备：水泥回转窑主要成分：主要成分：3CaOSiO2 2CaOSiO2 3CaOAl2O3 主要性质：水硬性主要性质：水硬性水水 泥泥第二十一页，编辑于星期一：十点 十分。生产原料：纯碱、石灰石、石英生产原料：纯碱、石灰石、石英 （Na2CO3、CaCO3、SiO2）生产设备：玻璃窑生产设备：玻璃窑反应原理：反应原理：主要成分：主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2高温高温SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2 高温高温玻玻 璃璃 第二十二页，编辑于星期一：十点 十分。加入了不同的金属氧化物加入了不同的金属氧化物普通玻璃加热接近熔化再急普通玻璃加热接近熔化再急速冷却速冷却玻璃玻璃第二十三页，编辑于星期一：十点 十分。生产原料：黏土生产原料：黏土（Al2O32SiO22H2O）生产设备：陶瓷窑生产设备：陶瓷窑生产过程：混合生产过程：混合-成型成型-干燥干燥-烧结烧结-冷却冷却主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型绝缘、易成型陶陶 瓷（瓷（chinachina）第二十四页，编辑于星期一：十点 十分。具有特殊功能的含硅物质具有特殊功能的含硅物质 1、碳化硅（、碳化硅（SiC俗称金刚砂），具有金俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。轮的磨料。2、硅硅 钢钢（铁合金）（铁合金）导磁性良导磁性良好，用作好，用作变压器铁变压器铁芯芯第二十五页，编辑于星期一：十点 十分。3、硅橡胶、硅橡胶4、分子筛、分子筛第二十六页，编辑于星期一：十点 十分。新型无机非金属材料：新型无机非金属材料：新型陶瓷新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等图图4-104-10生物陶瓷制成生物陶瓷制成的人造骨的人造骨第二十七页，编辑于星期一：十点 十分。硅酸盐无机非金无机非金属材料属材料传统无机非传统无机非金属材料金属材料新型无机非新型无机非金属材料金属材料陶瓷陶瓷玻璃玻璃水泥水泥高温结构陶瓷高温结构陶瓷压电陶瓷压电陶瓷透明陶瓷透明陶瓷超导陶瓷超导陶瓷第二十八页，编辑于星期一：十点 十分。1、种类和结构硅有晶体硅和无定形硅两种，晶体硅的结构和金刚石类似。3、化学性质常温下，硅的化学性质不活泼。除F2 、HF和强碱外，均不反应。加热或者高温时，可与某些非金属单质反应。四、硅单质四、硅单质第二十九页，编辑于星期一：十点 十分。1 1、与氟气反应：、与氟气反应：2 2、与氢氟酸反应：、与氢氟酸反应：3 3、与强碱溶液反应：、与强碱溶液反应：4 4、与氯气反应：、与氯气反应：5 5、与氧气反应、与氧气反应Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2Cl2 =SiCl4Si+O2=SiO2高温高温第三十页，编辑于星期一：十点 十分。纯硅的制备纯硅的制备课本课本P81 9T第三十一页，编辑于星期一：十点 十分。5.5.用途用途晶体硅的导电性介于导体和半导体之间晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的是良好的半导体材料半导体材料,硅是信息技术的关硅是信息技术的关键材料键材料.硅太阳能电池硅太阳能电池电脑的中央处理器（电脑的中央处理器（CPU）第三十二页，编辑于星期一：十点 十分。
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