资源描述
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,*,第四章,非金属及其化合物,第一节,无机非金属材料,的主角,硅（,1,）,硅,的概况,在地壳中含量第二,：氧,硅,铝 铁,硅,的存在与分布,存在：没有游离态，只有化合态,分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。,1,、,硅的原子结构,硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物,.,一,、,硅,+14,2 8 4,Si,2 4,+6,C,碳是构成有机物的主要元素,硅是构成岩石和许多矿物的主要元素,2,、,硅的性质,硅有,晶体硅,和,无定形硅,两种。,晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、沸点都很高，硬度大的固体。,导电性介于导体和绝缘体之间。,常温下硅单质的化学性质不活泼,物理性质,硅的工业制法,1,、制粗硅,SiO,2,+2C=Si+2CO,2,、粗硅提纯,Si+2Cl,2,=SiCl,4,SiCl,4,+2H,2,=Si+4HCl,在常温下，化学性质不活泼。,只与强碱、氟化氢、氟气反应,2,、硅的化学性质,Si+2NaOH+H,2,O=Na,2,SiO,3,+2H,2,Si+2F,2,=SiF,4,Si+4HF=,SiF,4,+,2H,2,加热时，,Si,可以和,O,2,、,Cl,2,等反应。,2.,存在,在自然界中，没有游离态的硅。硅以化合态存在于自然界，例如：硅酸盐等，在地壳中含量居第二位。,3.,用途,集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。,集成电路 晶体管,硅片,硅晶片生产,硅太阳能电池,太阳能电动汽车,一、二氧化硅和硅酸,1,、二氧化硅（,SiO,2,）,(1),存在,地球上存在的天然二氧化硅称为（统称为）硅石,.,思考题,4,什么是硅石、石英、水晶、玛瑙？阅读,74,页，画出由硅石分类到玛瑙的树状分类图。,地球上存在的天然二氧化硅称为（统称为）硅石,硅石,结晶形（石英）,无定形,无色透明,彩色环带或层状,水晶,玛瑙,(2),结构,每,1,个,Si,原子周围结合,4,个,O,原子，,Si,在中心,O,在四个顶角.,同时每,1,个,O,原子周围结合,2,个,Si,原子相结合。,硅原子,SiO,2,四面体,二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为,2,：,1,用,SiO,2,来表示二氧化硅的组成,表示,O,与,Si,的原子个数比,不是分子式是化学式,不仅存在于二氧化硅中还存在于硅酸盐中,.,思考题,6,下列说法错误的是（,）,A.SiO,2,是,二氧化硅的化学式,B.SiO,2,晶体是由,Si,和,O,按,1:2,的比例所组成的立体网状结构的晶体,C.SiO,2,四面体只存在于二氧化硅晶体中,D.,沙子里含无定形二氧化硅,E.,石英就是水晶,F.SiO,2,从古到今被人类广泛地应用着，是因为,SiO,2,的立体网状结构和它在自然界的广泛存在,CDE,现代通信用光缆,光学纤维胃镜,用光导纤维做,无开刀手术,光导纤维手术头灯,在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（旧称矽肺）。,危害：,(3),性质,SiO,2,是一种,坚硬难熔,的固体,不溶于水，纯净的二氧化硅无色透明。,A,、物理性质,：,与,CO,2,对比,B,、化学性质：与,CO,2,对比,B,SiO,2,的化学性质（很不活泼）,高温,讨论,：初中学过的酸性氧化物的通性包 括哪些方面？（以,CO,2,为例）,1.,酸性氧化物,SiO,2,CaO,=,CaSiO,3,与强碱反应生成盐和水,SiO,2,2NaOH =,Na,2,SiO,3,H,2,O,硅酸钠,与碱性氧化物反应生成盐,（,有粘性）,与,HF,的反应,SiO,2,4HF=,SiF,4,2H,2,O,此反应常用于雕刻玻璃,2.,特性,3.某同学根据,SiO,2,既可与碱反应,也能与,氢氟酸反应,推断,SiO,2,为两性氧化物,.,是否正确,?,想一想,2,、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,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？,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。,3,、,弱氧化性：,SiO,2,+2C,Si,+2CO,高温,SiO,2,+2Mg,Si,+2MgO,高温,二氧化碳,二氧化硅,状态,气态,固态,物理性质,熔点低,熔点高，硬度大,化,学,性,质,与酸,HF,酸,用途,人工降雨，灭火等,P75,图,4,5,与水反应,与碱性氧化物反应,与碱反应,CO,2,+H,2,O=H,2,CO,3,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,CO,2,+Na,2,O=Na,2,CO,3,CO,2,+CaO=CaCO,3,不能,能,能,CO,2,H,2,O,H,2,CO,3,，,但是,SiO,2,不能与水直接化合成,H,2,SiO,3,，,这是一个特性。,思考：刚才讲到,SiO,2,不能直接和 水化合成,H,2,SiO,3,，,那怎样制备,H,2,SiO,3,呢？,2,、硅酸（,H,2,SiO,3,）,H,2,SiO,3,是,SiO,2,的对应水化物（,SiO,2,是,H,2,SiO,3,的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比,H,2,CO,3,还弱。,（,1,）制法,可溶性硅酸盐与酸反应：,现象,结论,化学方程式,滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生,a,、,Na,2,SiO,3,溶液呈碱性，,b,、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，,c,、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，,d,、静置则形成硅酸沉淀。,实验,4-1,Na,2,SiO,3,+2HCl=2NaCl +,H,2,SiO,3(,胶体,),（,2,）酸性太弱，只能与强碱发生中和反应,H,2,SiO,3,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+2H,2,O,（,3,）不稳定（比,H,2,CO,3,稳定），受热易分解,用,H,2,CO,3,可制得,H,2,SiO,3,，,可证明,H,2,SiO,3,的酸性比,H,2,CO,3,弱。,SiO,3,2-,+H,2,O+CO,2,=CO,3,2-,+H,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,+H,2,O+CO,2,=Na,2,CO,3,+H,2,SiO,3,H,2,SiO,3,=H,2,O+SiO,2,二、硅酸盐,结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定,硅酸钠（,Na,2,SiO,3,),其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。,是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,Na,2,SiO,3,是一种白色固体，易溶于水，其,水溶液俗称,水玻璃,，呈粘稠状，能与盐,酸等强酸反应，也能与,CO,2,反应。可用,作肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂等。,三、硅酸盐,实验,4-2,放入蒸馏水,放入,Na,2,SiO,3,饱和溶液,现象,结论,当水分蒸发后燃烧,当水分蒸发后不易燃烧,用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火,制备木材防火剂的原料,硅酸盐,结构复杂、种类繁多，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。例如：,硅酸钠：,Na,2,SiO,3,高岭石：,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,Na,2,O,SiO,2,Al,2,O,3,2,SiO,2,2H,2,O,要领：,两边原子个数守恒,格式：金属氧化物、二氧化硅、水,顺序：金属按活动顺序表,拆分原则,练习册,P125 14,题,练习,硅酸盐的丰富性和多样性,（阅读,P76,）,人面鱼纹盆,陶瓷,日用器皿、建筑饰材、卫生洁具,玻璃,普通玻璃,:,以纯碱 、石灰石和石英 为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。,(Na,2,CO,3,),（SiO,2,）,水泥,以黏土和石灰石为主要原料,具有特殊功能的含硅物质,碳化硅（,SiC,俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。,硅 钢,（铁合金）,导磁性良好，用作变压器铁芯,硅橡胶,分子筛,具有均匀微孔结构的铝硅酸盐,生物陶瓷,人造骨,
展开阅读全文