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1、硅的第一课时本讲稿第一页，共十八页单质硅单晶硅单晶硅太阳能电池硅作为无机材料，其主要用途之一是制作太阳能电池思考:硅在自然界中以什么样的形式存在？本讲稿第二页，共十八页 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上以上在地壳中的含量居第一位在地壳中的含量居第一位的元素是的元素是 ，其次是，其次是 。氧氧硅硅塔克拉玛干大沙漠本讲稿第三页，共十八页小测试硅的氧化物硅是第号元素，原子结构示意图为那么它的氧化物对应的化学式为为什么你如此推测?本讲稿第四页，共十八页1、二氧化硅、二氧化硅（1 1）二
2、氧化硅（）二氧化硅（SiO SiO2 2 ）存在形态）存在形态 天然的天然的 SiO2 统称硅石统称硅石结晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）无定形无定形硅藻土硅藻土水晶玛水晶玛瑙沙子瑙沙子水晶水晶玛瑙玛瑙沙子沙子本讲稿第五页，共十八页SiO2（2 2）用途）用途装饰品装饰品石英坩埚石英坩埚光导纤维光导纤维光学仪器光学仪器建筑材料建筑材料耐磨器皿耐磨器皿精密仪器轴承精密仪器轴承本讲稿第六页，共十八页比较比较COCO2 2和和SiOSiO2 2的物理性质。的物理性质。【思考思考】二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅化学式化学式通常状况通常状况下的状态下的状态硬度硬度水溶性水溶性熔沸点熔沸点CO2SiO
3、2气态气态固态固态很小很小很大很大可溶于水可溶于水不溶于水不溶于水很低很低很高很高硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力强度：在外力作用下，材料抵抗变形和破坏的能力。强度：在外力作用下，材料抵抗变形和破坏的能力。同样是+4价的氧化物，物理性质差异为何这么大？本讲稿第七页，共十八页二氧化碳二氧化碳空间结构空间结构二氧化硅二氧化硅是正四面体的空间网状结构是正四面体的空间网状结构 性性质很稳定质很稳定二氧化硅二氧化硅空间网状结构空间网状结构二氧化碳分子之间距二氧化碳分子之间距离大，作用力很弱离大，作用力很弱本讲稿第八页，共十八页 SiO2的的特性特性 与与HF的
4、反应的反应 SiO2 4HF=SiF4 2H2O想一想想一想玻璃中主要成分之一是二氧化硅，量筒上玻璃中主要成分之一是二氧化硅，量筒上的刻度是如何刻出来的？的刻度是如何刻出来的？弱氧化性弱氧化性 SiO2+2C =Si+2CO高温高温（3 3）化学性质）化学性质SiOSiO2 2与盐酸、硝酸、硫酸均不反应。与盐酸、硝酸、硫酸均不反应。思考：思考：为什么不能用玻璃瓶保存什么不能用玻璃瓶保存氢氟酸氟酸?那用那用什么瓶保存什么瓶保存?SiO2+Na2CO3 =Na2SiO3+CO2高温高温与碳酸盐反应与碳酸盐反应本讲稿第九页，共十八页【交流与讨论交流与讨论】：玻璃的主要成分也是二氧化硅玻璃的主要成分也
5、是二氧化硅，不能用磨不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOHNaOH、KOHKOH、NaNa2 2COCO3 3、NaNa2 2SiOSiO3 3等溶液。为什么？能用化等溶液。为什么？能用化学方程式说明一下么学方程式说明一下么与氢氧化钠溶液的反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O本讲稿第十页，共十八页二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅二氧化硅二氧化硅物理性质物理性质物理性质物理性质状态状态溶沸点溶沸点溶沸点溶沸点化化化化学学学学性性性性质质质质与水反应与水反应与水反应与水反应与碱反应与碱反应与碱反应与碱反应与碱性氧与碱性氧与碱性氧与碱性氧化物反应化物
6、反应化物反应化物反应与酸反应与酸反应与酸反应与酸反应用途用途用途用途SiO2与与CO2的比较的比较 气态气态气态气态固态固态固态固态熔、沸点低熔、沸点低熔、沸点低熔、沸点低熔、沸点高，硬度大熔、沸点高，硬度大熔、沸点高，硬度大熔、沸点高，硬度大COCO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2COCO3不能反应不能反应不能反应不能反应COCO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2COCO3 3+H+H2 2OOSiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O OSiOSiO2 2+CaO+CaO 高温高温 CaSiOCaSiO3 3不能反应不
7、能反应不能反应不能反应SiOSiO2 24HF=SiF4HF=SiF4 4 2H2H2 2OOCOCO2 2+Na+Na2 2O=NaO=Na2 2COCO3 3COCO2 2+CaO=CaCO+CaO=CaCO3 3人工降雨，灭火等人工降雨，灭火等人工降雨，灭火等人工降雨，灭火等水晶、玛瑙饰品、光导纤维等水晶、玛瑙饰品、光导纤维等水晶、玛瑙饰品、光导纤维等水晶、玛瑙饰品、光导纤维等本讲稿第十一页，共十八页硅酸（硅酸（H2SiO3）思考：思考：二氧化硅不溶于水，不跟水反应，如二氧化硅不溶于水，不跟水反应，如何从二氧化硅来制备何从二氧化硅来制备H H2 2SiOSiO3 3是一种很弱的酸，比碳酸
8、的酸性还弱是一种很弱的酸，比碳酸的酸性还弱NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3（胶体）（胶体）SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O本讲稿第十二页，共十八页实验4-1:取饱和Na2SiO3溶液12毫升放在试管中,滴入1滴酚酞,再逐滴滴入稀盐酸，边加边震荡试管，直至最后一滴下去，颜色由红色褪为无色，停止，静置，观察现象。现象象结论方程式方程式 滴入酚滴入酚酞溶液呈溶液呈红色色，滴入，滴入盐酸有酸有透明的硅酸凝胶透明的硅酸凝胶产生生 Na2SiO3呈碱性，硅酸呈碱性，
9、硅酸难溶于水溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（胶体）（胶体）+2NaCl所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，硅酸所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。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就形成硅酸干胶，称为硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。本讲稿第十三页，共十八页2 2、硅酸（、硅酸（H H2
10、 2SiOSiO3 3）H2 2SiO3 3是是SiO2 2的对应水化的对应水化物（物（SiO2 2 是是H2 2SiO3 3的酸的酸酐），是一种不溶性酸，酐），是一种不溶性酸，其酸性比其酸性比H2 2CO3 3还弱。还弱。硅酸钠溶液在空气久置，会变浑浊。为硅酸钠溶液在空气久置，会变浑浊。为什么？什么？本讲稿第十四页，共十八页课堂练习1.下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是 ()A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸纳溶液2.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，SiO2难溶于水 B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀 C.SiO2常温下是固体，CO2常
11、温下是气体 D.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3.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2O2Na2CO3 D.SiO2H2SiO3 本讲稿第十五页，共十八页v硅硅在自然界中以二氧化硅和硅酸盐形式存在v二氧化硅与唯一的酸反应 SiO2 4HF=SiF4 2H2O与还原剂碳反应SiO2+2C =Si+2CO与碱反应 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O与盐反应 SiO2+Na2CO3 =Na2SiO3+CO2v硅酸弱酸，可以用硅酸钠和盐酸反应来制取高温高温本讲稿第十六页，共十八页课后思考 SiO2 与碳酸盐反应生成与碳酸盐反应生成CO2 ，能不能说明能不能说明酸性酸性H2SiO3 H2CO3？本讲稿第十七页，共十八页谢谢指导本讲稿第十八页，共十八页