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1、黄山泰山昆仑山第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅学习目标：一、了解二氧化硅的结构，掌握二氧化硅的一、了解二氧化硅的结构，掌握二氧化硅的 化学性质；化学性质；二、掌握硅酸的性质及其用途；二、掌握硅酸的性质及其用途；第一组第二组第三组第四组第五组第六组第七组第八组1、画出碳和硅的原子结构示意图、画出碳和硅的原子结构示意图分析：分析： 既不易失电子，又不易得电子，既不易失电子，又不易得电子，主要形成四价的化合物。主要形成四价的化合物。2、 常温下，单质碳、硅的化学性质都不常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（
2、金刚石）存在，而硅却没有，硅以什么（金刚石）存在，而硅却没有，硅以什么形式存在的？形式存在的？硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的，所以在氧化气氛包围的地氧相互化合的，所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸球上，硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在。盐形式存在。一、二氧化硅一、二氧化硅硅石（硅石（12%）结晶形：石英结晶形：石英无定形（沙子）无定形（沙子）水晶水晶玛瑙玛瑙1、存、存 在在SiO2、结构、结构结构：结构：SiO2晶体的基本结构单元呈晶体的基本结构单元呈 体，每个体，每个Si原子周围结合原子周围结合 个个O，每
3、个，每个O原子跟原子跟 个个Si相结合，相结合，Si与与O原子按原子按 的比例组成的比例组成 的晶体。的晶体。 正四面正四面422:1立体网状结构立体网状结构3、用途、用途主要用作装饰、石英坩埚、光纤主要用作装饰、石英坩埚、光纤4、性质、性质物理性质：物理性质：SiO2 溶于水，熔点溶于水，熔点 ，硬度，硬度 。不高大化学性质：化学性质：性质稳定，不活泼，具有酸性氧化物的性质稳定，不活泼，具有酸性氧化物的通性。通性。SiO2 + CaO = CaSiO3 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2ONa2SiO3可溶于水，其水溶液俗名水玻璃，是一种矿物胶可溶于水，其水溶液俗名水玻璃
4、，是一种矿物胶A A、与强碱生成硅酸盐和水、与强碱生成硅酸盐和水24HF+SiO2=SiF4+2H2O 2二氧化碳二氧化碳 二氧化硅二氧化硅 状态状态物理性质物理性质化化学学性性质质与水反应与水反应与碱反应与碱反应与碱性氧与碱性氧化物反应化物反应与酸反应与酸反应 用用 途途CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不反应不反应 = 固固 态态熔点低熔点低气气 态态熔点高、硬度大熔点高、硬度大人工降雨，灭火等人工降雨，灭火等 装饰、石英坩埚、光纤装饰、石英坩埚、光纤二氧化硅的物理和化学性质和用途二氧化硅的物理和化学性
5、质和用途讨论：讨论：1、为什么实验室中盛放、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含（玻璃中含SiO2）？）？2、实验室能否用玻、实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？璃瓶保存氢氟酸？用塑料瓶保存氢用塑料瓶保存氢氟酸氟酸想一想想一想：怎样设计实验制取：怎样设计实验制取H H2 2SiOSiO3 3呢？呢？ 二、硅酸二、硅酸 （H2SiO3） 温馨提示：CO2H2OH2CO3 ，但是，但是SiO2不能与水直接不能与水直接化合成化合成H2SiO3。(1)性质:硅酸是一种白色固体，溶解度很小，而且是一种硅酸是一种白色固体，溶解度很小，而且是一种弱酸
6、弱酸,酸性比酸性比H2CO3还弱。还弱。(2)制备:制取原理：强酸制弱酸制取原理：强酸制弱酸现象现象结论结论化学方化学方程式程式离子方离子方程式程式滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶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液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生 a、Na2SiO3溶液呈碱性，溶液呈碱性，b、可溶性硅酸、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸。盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸。阅读课本阅读课本P65并并探究实验探究实验4-1Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3SiO32- + 2H+ = H2SiO3 生成
7、的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶硅胶”。常常。常常用用做干燥剂。做干燥剂。（3）用途SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3用什么实验事实能够证明用什么实验事实能够证明硅酸的酸性比碳酸弱？硅酸的酸性比碳酸弱？ 向可溶性硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体，出现向可溶性硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体，出现白色浑浊，即用白色浑浊，即用H2CO3可制得可制得H2SiO3 ，可证明，可证明H2SiO3 的酸性比的酸性
8、比H2CO3弱。（强酸制弱酸）弱。（强酸制弱酸）小结小结:1.介绍了硅元素在自然界中的存在和介绍了硅元素在自然界中的存在和含量，从硅元素的位置与结构推知其含量，从硅元素的位置与结构推知其亲氧性存在的两种化合物亲氧性存在的两种化合物二氧二氧化硅和硅酸。化硅和硅酸。2.二氧化硅的结构和性质二氧化硅的结构和性质3.硅酸制取原理和性质和硅胶的用途硅酸制取原理和性质和硅胶的用途4.硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实1.下列物质中下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是不能用玻璃瓶来盛装的是 ( )A.烧碱溶液烧碱溶液 B.浓硫酸浓硫酸 C.氢氟酸氢氟酸 D.碳酸纳溶液碳酸纳溶液2.要除去
9、要除去SiO2中混有的少量中混有的少量CaO杂质，最杂质，最适宜适宜的试剂是的试剂是（ ） A.纯碱溶液纯碱溶液 B.盐酸盐酸 C.硫酸硫酸 D.苛性钠溶液苛性钠溶液3.下列物质中下列物质中,主要成分不是主要成分不是SiO2的是（的是（ ） A.金刚砂金刚砂 B.玛瑙玛瑙 C.水晶水晶 D.石英石英4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（ ）A.CO2溶于水形成碳酸，溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水。难溶于水。B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C.SiO2常温下是固体，常温下是固体，CO2常温下是气体常温下是气体
10、 D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体， 通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀5.下列物质的变化，不能通过一下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（步化学反应完成的是（ ）A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2O2Na2CO3 D.SiO2H2SiO3 6.A是一种天然透明晶体，是一种天然透明晶体，B是一种常是一种常见的无色无味的气体，可使澄清石灰水见的无色无味的气体，可使澄清石灰水变浑浊。变浑浊。A虽不能溶于强酸，但却能溶虽不能溶于强酸，但却能溶于氢氟酸，并生成气体于氢氟酸，并生成气体C，A和烧碱溶和烧碱溶液反应生成液反应生成D的水溶液，当气体的水溶液，当气体B通入通入D的水溶液中，能生成白色胶状沉淀的水溶液中，能生成白色胶状沉淀E，E加热后重新生成加热后重新生成A。（1）写出化学式）写出化学式A 、B 、C 、D 、E 。（2）写出有关反应的化学方程式。）写出有关反应的化学方程式。