无机非金属材料的主角---硅

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,无机非金属材料的主角,硅,第四章 非金属及其化合物,地壳中含量最多的前两种元素是,和,，它们构成了地壳的基本骨架。硅在地壳中的含量为,。硅的,及,构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的,以上。,【,获取新知,】,硅是一种亲,元素，主要以熔点很高的,的形式存在。而碳在地壳中主要形成,等矿物。,硅,氧,26.3%,氧化物,硅酸盐,90%,氧,氧化物、硅酸盐,石灰岩、碳酸盐,阅读教材,P74,75,，,Si,是岩石、沙子、土壤等矿物界的主角：,一、二氧化硅,1.,存在,地球上存在的二氧化硅叫,，约占地壳总质量的,；其存在形态有,和,两大类。,12%,硅石,结晶形,无定形,硅藻土,水,晶,玛瑙,水,晶,石英,玛瑙,二氧化硅,沙子,石英,水 晶,玛 瑙,Si,O,正四面体,SiO,2,是正四面体的空间网状结构，因此硬度大，熔点（,1710,）、沸点高。,2.SiO,2,的空间结构：,3.SiO,2,的物理性质与用途：,物 质,SiO,2,CO,2,状态（常温）,气体,熔 点,-56.6,沸 点,-78.5,溶解性,1,：,1,硬 度,固体,1610,2230,不溶于水,大,二氧化硅是一种高硬度、高熔沸点的固体化合物！,耐高温石英坩埚,二氧化硅用途,光导纤维,玛瑙饰品,水,晶,工,艺,品,4.,化学性质,(1),不活泼性：,常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之反应的酸，化学方程式：,.,玻璃中含,SiO,2,，所以可以用,来雕刻玻璃，氢氟酸不能用,瓶盛装,氢氟酸,玻璃,SiO,2,+4HF,SiF,4,+2H,2,O,雕花玻璃,在玻璃表面涂上一层石蜡,在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸,洗掉酸并去掉石蜡,(2),具有,性氧化物的通性：,与烧碱溶液反应：,与生石灰反应：,(3),弱氧化性：,酸,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,SiO,2,+CaO,高温,CaSiO,3,高温,2C+SiO,2,Si+2CO,二氧化碳,二氧化硅,空 气,硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子、硅藻土,熔、沸点低， 微溶于水,熔点高，硬度大，不溶于水,CO,2,+H,2,O=H,2,CO,3,不反应,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,CO,2,+CaO=CaCO,3,SiO,2,+CaO,高温,CaSiO,3,存 在,物理性质,不反应,与氢氟酸反应,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,化学性质,与水反应,与,NaOH,反应,与,CaO,反应,与酸反应,与碳反应,2CO,2,+ C,2CO,2C+SiO,2,Si+2CO,高温,CO,2,、,SiO,2,的化学性质为什么十分相似？,SiO,2,与,CO,2,性质比较,思考,1,？,HF,能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不,能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。,NaOH,溶液能与玻璃中的,SiO,2,反应生成,Na,2,SiO,3,，,使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装,NaOH,溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。,2,、实验室氢氟酸盛装在什么试剂中？,1,、实验室盛装,NaOH,溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,硅酸是一种,弱酸,，它,难溶于水,，不能使指示剂,变色，是一种,白色粉末状的固体,。,思考,2,？,二氧化硅难溶于水，也不与水反应，那,么，,如何制得硅酸呢？,二、硅酸：,(H,2,SiO,3,),实验,4-1,：向饱和,Na,2,SiO,3,溶液中滴入酚,酞，再滴入稀盐酸,现 象,结 论,方程式,滴,入,酚酞溶液呈,红色,Na,2,SiO,3,呈碱性,Na,2,SiO,3,+2HCl = H,2,SiO,3,+2NaCl,实验探究：,滴入盐酸有胶状沉淀产生,硅酸难溶于,水,硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶，硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”,。,可通过,与,制得，所生成的,H,2,SiO,3,易聚合形成,；,可溶性硅酸盐,硅酸溶胶,其他酸,硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品品、瓶装药品等的干燥剂，也可用做催化剂的载体。,活动与探究：,硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，请,利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱。,实验原理,把,CO,2,通入,Na,2,SiO,3,溶液中,方法一,:,方法,二,:,Na,2,SiO,3,+H,2,O+CO,2,H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,课堂小结：,SiO,2,存 在,自然界中的硅石、石英、水晶、玛,瑙、硅藻土等。,物理性质,高熔点、高硬度、不溶于水的固体。,结 构,硅氧四面体空间拓展形成立体,网状结构,化学性质,与碱性氧化物、强碱反应；,与,HF,反应能腐蚀玻璃。,H,2,SiO,3,物理性质,不溶于水、受热易分解的白色,固体。,化学性质,酸性比碳酸还弱的弱酸。,.,用 途 （,1,）制作光导纤维,（,2,）石英仪器：石英坩埚、石英表,（,3,）水晶：电子工业的主要原料，装饰品,（,4,）玛瑙：工业轴承部分、装饰品等,课堂量分测试：,1.,地壳中含量第一和第二的两种元素所形,成的化合物不具有的性质是（ ）,A.,硬度很大，熔点很高,B.,与水反应生成对应的酸,C.,属于酸性氧化物,D.,不溶于任何酸的固体,BD,2.,下列物质的变化，不能通过一步化学反应,完成的是（ ）,A.CO,2,H,2,CO,3,B.SiO,2,Na,2,SiO,3,C.NaHCO,3,Na,2,CO,3,D.SiO,2,H,2,SiO,3,D,课堂量分测试：,3.,下列试剂的贮存方法与,NaOH,溶液,不相同的是（ ）,A.HF,溶液,B. Na,2,CO,3,溶液,C.,盐酸,D. Na,2,SiO,3,溶液,AC,4.,能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验,事实是（ ）,A.CO,2,溶于水形成碳酸，,SiO,2,难溶于水,B.CO,2,通入可溶性硅酸盐中析出硅酸,C.,高温下,SiO,2,与碳酸盐反应生成,CO,2,D.HCl,通入,Na,2,CO,3,溶液放出,CO,2,通入,Na,2,SiO,3,溶液中生成,H,2,SiO,3,沉淀,B,课堂量分测试：,5.,能将,Na,2,SiO,3,、,CaCO,3,、,SiO,2,三种白色粉末,鉴别开来的试剂是（ ）,A.NaOH,溶液,B.,水,C.,氢氟酸,D.,稀盐酸,D,6.,写出,Na,2,SiO,3,溶液露置于空气中变浑浊的,化学方程式，并改写成离子方程式。,课堂回忆：,SiO,2,存 在,自然界中的硅石、石英、水晶、玛,瑙、硅藻土等。,物理性质,高熔点、高硬度、不溶于水的固体。,结 构,硅氧四面体空间拓展形成立体,网状结构,化学性质,与碱性氧化物、强碱反应；,与,HF,反应能腐蚀玻璃。,H,2,SiO,3,物理性质,不溶于水、受热易分解的白色,固体。,化学性质,酸性比碳酸还弱的弱酸。,.,用 途 （,1,）制作光导纤维,（,2,）石英：石英坩埚、石英表,（,3,）水晶：工艺装饰品,（,4,）玛瑙：工业轴承部分、装饰品等,答一答，比一比：,1,。你能说出二氧化硅的三种“俗名”吗？,2,。写出,NaOH,溶液腐蚀玻璃的化学方程式？,3,。写出,HF,溶液雕刻玻璃的化学方程式？,4,。用方程式表示,硅酸的酸性比碳酸弱？,方,法,一,方,法,二,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,Na,2,SiO,3,+CO,2,+H,2,O = H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,硅酸盐,导读提示：,(1),硅酸盐的组成元素？,(2),硅酸盐的主要通性？,(3)“,水玻璃”的性质和用途？,(4),硅酸盐的氧化物的表示方法？,(5),传统三大硅酸盐产品？,(6),陶瓷、玻璃、水泥的原料？反应？,(7)“,金刚砂”成分？性质和用途？,七、硅酸盐：,(1),元素组成,硅、氧和金属等,滑石,:,Mg,3,Si,4,O,12,H,2,石棉,: Ca,Mg,3,Si,4,O,12,和田玉：,Ca,2,Mg,5,Si,8,O,24,H,2,黏土,: Al,2,Si,2,O,9,H,4,(2),共同性质：,大多为,高熔点,固态物质，大多,难溶于水,，,化学性质很,稳定,(3),Na,2,SO,3,性质和用途：,Na,2,SO,3,水溶液,俗称,水玻璃；,水溶液,呈碱性；,用于,制“硅胶”,和,木材防火剂。,七、硅酸盐：,(1),元素组成,硅、氧和金属等,硅酸钠：,Na,2,SiO,3,Na,2,O,SiO,2,石棉：,CaMg,3,Si,4,O,12,钾长石：,KAlSi,3,O,8,普通玻璃,:,CaNa,2,Si,6,O,14,CaO,3MgO,4SiO,2,K,2,O,Al,2,O,3,6SiO,2,Na,2,O,CaO,6SiO,2,2,。表示的顺序是：,活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水,化合价低的金属氧化物放在前面，,1,保持原有各元素的,化合价不变,，按顺序写出各元素的氧,化物。,3,。除氧元素外，其他元素的原子个数之比符合原来的组成，,配置出现分数时应,化为整数,。,(4),硅酸盐的氧化物的表示方法？,练习：,高岭土：,Al,2,Si,2,O,5,(OH),4,白云母：,K,2,Al,6,Si,6,(OH),8,O,18,Al,2,O,3, 2SiO,2, 2H,2,O,K,2,O 3Al,2,O,3, 6SiO,2, 4H,2,O,高,岭,土,白,云,母,t,陶瓷,玻,璃,水泥,(5),传统三大硅酸盐产品：,陶瓷,玻璃,水泥,原料,设备,过程,原理,成分,黏土,石灰石、纯碱、石英,石灰石、黏土、石膏,（轮）窑,玻璃窑（炉）,水泥回转窑,原料粉碎，配比混合、高温强热，冷却成型,复杂的物理、化学变化。形成玻璃反应：,Na,2,CO,3,+SiO,2,=Na,2,SiO,3,+CO,2,CaCO,3,+ SiO,2,= CaSiO,3,+ CO,2,高温,高温,硅酸盐、,铝硅酸盐,Na,2,SiO,3,CaSiO,3,4,SiO,2,Na,2,OCaO6SiO,2,硅酸三钙,(3CaOSiO,2,),、,硅酸二钙,(2CaOSiO,2,),、,铝酸三钙,(3CaOAl,2,O,3,),(6),陶瓷、玻璃、水泥的原料、反应：,新型无机非金属材料,1,。碳化硅（,SiC,）,金刚砂：,高硬度、高熔点耐磨材料,新型无机非金属材料,2,。硅橡胶,既耐高温又耐低温的弹性材料,新型无机非金属材料,3,。,光导纤维,光纤：,光导纤维可传导光,图像以及美妙的音,乐信号，主要用于,远距离通信。,光纤胃镜,耐高温、耐磨损、耐腐蚀,不易传热等优点，不需用,水冷却，热效率高。,新型无机非金属材料,4,。,高温结构陶瓷,氮化硅陶瓷,新型无机非金属材料,5,。,氧化铝陶瓷,(,人称人造刚玉）,氧化铝陶瓷（人造刚玉）,特,性,高熔点；,高硬度；,可制成透明陶瓷；,无毒、不溶于水，强度高,对人体有较好的适应性,用,途,高级耐火材料，,刚玉球磨机；,高压钠灯的灯管；,人造骨、人造牙、,人造关节等,高压,钠灯,1,、原料：,黏土,2,、过程：,混合成型干燥烧结冷却陶瓷器,陶瓷器加工过程：,古代陶器,现代陶器,玻璃,