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1、 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分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、约占地壳总量的的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。以上。硅元素硅元素(silicon)在地壳中的含量在地壳中的含量第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角_硅硅从原子结构角度认识硅从原子结构角度认识硅共同点：既不易失去电子，也不易得到电子，共同点：既不易失去电子，也不易得到电子，主要形成四价化合物。主要形成四价化合物。CSiCO2 H2CO3 Na2CO3 CaCO3SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 CaSiO3不同点：碳在自然界中有单质存在，硅则与氧化合，不同点：碳在自
2、然界中有单质存在，硅则与氧化合，只有化合态（二氧化硅、硅酸盐）只有化合态（二氧化硅、硅酸盐）结论：碳化学性质比硅稳定，硅有结论：碳化学性质比硅稳定，硅有亲氧性亲氧性；碳碳-统治了有机界：碳是构统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。成有机物的主要元素。硅硅统治了无机矿物界：硅是构统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。成岩石与许多矿物的基本元素。资料卡片资料卡片:在在25和和101kPa的条件下的条件下,由单质生成由单质生成1molCO2时放热时放热393.5kJ;而在同样条件下而在同样条件下,生成生成1molSiO2时放热。放热越多时放热。放热越多,其生成物通常越稳定其生成物通常
3、越稳定,可见可见SiO2比比CO2更容易生成更容易生成,而且更稳定。而且更稳定。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以硅主要以SiOSiO2 2及硅酸盐及硅酸盐形式存在。形式存在。思考：思考：阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧的能力及硅在自然存在形式？的能力及硅在自然存在形式？讨论：阅读课本讨论：阅读课本P74-75页试画出由硅石开始页试画出由硅石开始的树状分类图。的树状分类图。硅石硅石结晶形（石英）结晶形（石英）无定形（硅藻土）无定形（硅藻土）水晶水晶玛瑙玛瑙一、二氧化硅一、二
4、氧化硅(silicon dioxide)水水 晶晶玛玛 瑙瑙光导纤维光导纤维现代通信用现代通信用光缆光缆光光学学纤纤维维胃胃镜镜用用光光导导纤纤维维做做无无开开刀刀手手术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石英坩埚石英坩埚二氧化硅的用途二氧化硅的用途制晶体硅制晶体硅石英坩埚石英坩埚光导纤维光导纤维石英手表石英手表玻璃仪器玻璃仪器耐磨器皿耐磨器皿SiO2精密仪器轴承精密仪器轴承一、二氧化硅一、二氧化硅(silicon dioxide)请根据请根据SiO2的存在和应用思考的存在和应用思考:水晶水晶玛瑙玛瑙 二氧化硅具有哪些物理性质二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何化学稳定性如何
5、?你的根据是什么你的根据是什么?SiO2的这些性质是由什么决定的？的这些性质是由什么决定的？结构与性质的关系：结构与性质的关系：结构与性质的关系：结构与性质的关系：SiOSiO2 2的立体网状结构的立体网状结构的立体网状结构的立体网状结构物理性质：熔点高，硬度大的固体物理性质：熔点高，硬度大的固体物理性质：熔点高，硬度大的固体物理性质：熔点高，硬度大的固体不溶于水，纯净的不溶于水，纯净的不溶于水，纯净的不溶于水，纯净的SiOSiO2 2晶体无色透明晶体无色透明晶体无色透明晶体无色透明化学性质：很稳定（化学性质化学性质：很稳定（化学性质化学性质：很稳定（化学性质化学性质：很稳定（化学性质很不活泼
6、）很不活泼）很不活泼）很不活泼）可见可见Si、O个数比为个数比为SiO21：2SiO 实验室盛装实验室盛装NaOH溶液溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？璃塞，你知道为什么吗？防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2与与NaOH溶液反溶液反应生成粘稠的应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶，使瓶塞和瓶口粘在一起。口粘在一起。（1）、）、具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性与强碱反应生成盐和水与强碱反应生成盐和水 SiO SiO2 2 2NaOH=2NaOH=NaNa2 2SiOSiO3 3 HH2 2OO 硅酸钠硅酸钠硅酸钠硅酸钠与碱性氧化物反应生成盐与碱性氧
7、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）高温高温高温高温SiOSiO2 2 CaO CaO CaSiOCaSiO3 3SiO2 +H2O（2）与氢氟酸反应）与氢氟酸反应（特性）（特性）SiO2+4HF=SiF4 +2H2O（特性）（特性）你知道吗？你知道吗？如何在玻璃上雕刻如何在玻璃上雕刻?这门工艺和我们化这门工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？学有什么深厚的合作关系？与其它酸与其它酸不不反应反应（H2SO4、HNO3、HCl）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不能用玻璃试剂瓶而要用璃试剂瓶而要用塑料瓶塑料瓶。(3)弱氧化性弱氧化性
8、工业上用此反应制备粗硅，这就是工业上用此反应制备粗硅，这就是“从沙滩到用户从沙滩到用户”！高温高温电炉电炉二、硅酸二、硅酸(H2SiO3)实验实验4-1:向向Na2SiO3溶液中溶液中,滴入酚酞滴入酚酞,再滴入稀盐酸。再滴入稀盐酸。现象现象结论结论方程式方程式 滴入酚酞溶液呈红色，滴入酚酞溶液呈红色，Na2SiO3溶液呈溶液呈碱性碱性,问题研究问题研究1：怎样由石英怎样由石英(SiO2)制取硅酸？制取硅酸？NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3（胶体）（胶体）问题研究问题研究1：怎样由石英怎样由石英(SiO2)制取硅酸？制取
9、硅酸？硅酸硅酸难难溶于水溶于水滴入盐酸红色变浅接近消失，溶液呈胶状滴入盐酸红色变浅接近消失，溶液呈胶状 生成成的的硅硅酸酸逐逐渐渐聚聚合合而而形形成成硅硅酸酸溶溶胶胶（能能流流动动），当当硅硅酸酸的的浓浓度度较较大大时时，就就会会形形成成硅硅酸酸凝凝胶胶（不不能能流流动动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形成，硅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。H2SiO3=H2O+SiO2加热加热 已知硅酸酸性比碳酸弱已知硅酸酸性比碳酸弱,请你描述将请你描述将CO2通入到饱和的通入到饱和的Na2SiO
10、3溶液中产生的溶液中产生的现象并写出有关化学反应方程式。现象并写出有关化学反应方程式。问题研究问题研究2：现象：生成白色胶状沉淀。现象：生成白色胶状沉淀。方程式：方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 +Na2CO3Na2SiO3+2H2O+2CO2=H2SiO3 +2NaHCO3反应原理：强酸制弱酸反应原理：强酸制弱酸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.碳酸钠溶液碳酸钠溶液练一练练一练C2、要除去、要除去SiO2中的中的CaO杂质，最适宜的试杂质，最适宜的试剂是（剂是（）A.纯
11、碱溶液纯碱溶液 B 盐酸盐酸 C 硫酸硫酸 D 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液练一练练一练B3、试设计一简单实验方案、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含检验某生石灰样品中含有石灰石、石英有石灰石、石英,有关反应的离子方程式为有关反应的离子方程式为 .取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反应取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反应,若产生气体若产生气体,说明样品中有石灰石说明样品中有石灰石,若仍有不溶物若仍有不溶物,说明样品中有石英。说明样品中有石英。CaCOCaCO3 3+2H+2H+=Ca=Ca2+2+CO+CO2 2+H+H2 2O O练一练练一练课堂小结课堂小结作业：完成有关反应方
12、程式。作业：完成有关反应方程式。预习了解预习了解:硅的重要化合物对硅的重要化合物对人类文明的贡献人类文明的贡献-玻璃、水泥、陶瓷玻璃、水泥、陶瓷1.1.课本课本P80 1,3,4,5,10P80 1,3,4,5,10 2.2.硅这一家子硅这一家子作业作业:中国瓷器中国瓷器三、三、硅酸盐硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，化学性质很结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定稳定。硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。料。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。实验实验4-24-2
13、放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶饱和溶液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2、硅酸盐组成表示、硅酸盐组成表示硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3)镁橄榄石（镁橄榄石（Mg2SiO4）钙沸石钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O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SiO2H2ONa2O SiO22MgO SiO2CaO Al2O3 3SiO23H2O K2O3Al2O36SiO22H2OK(Al3Si3
14、O10)(OH)2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
15、）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 有色玻璃有色玻璃钢化玻璃钢化玻璃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普通玻璃加热接近熔化再急速冷却再急速冷却玻璃玻璃生产原料：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水水 泥泥具有特殊功
16、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3、硅橡胶、硅橡胶4、分子筛、分子筛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的人造骨人造骨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作业作业完成课后练习题完成课后练习题