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1、第四章非金属及其化合物第四章非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅第一课时第一课时硅硅26.3%1、硅的原子结构（与碳原子比较）硅的原子结构（与碳原子比较）硅原子和碳原子的最外电子层均有硅原子和碳原子的最外电子层均有4个电个电子，其原子既不易失去也不易得到电子，子，其原子既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。主要形成四价的化合物。Si+148 42+642C硅是一种亲氧元素硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与在自然界中它总是与氧相互化合的，因此硅都以化合态存在于氧相互化合的，因此硅都以化合态存在于自然界，主要以自然界，主要以氧化物及硅酸盐氧化物及硅
2、酸盐的形式存的形式存在。在。一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（、二氧化硅（SiO2）（1）SiO2的存在形态的存在形态无定形（硅藻土）无定形（硅藻土）（石英晶体）（石英晶体）玛瑙玛瑙水晶水晶水晶水晶玛瑙玛瑙(无色透明无色透明)(彩色环带或层状彩色环带或层状)硅石硅石结晶形结晶形沙子的成分沙子的成分:二氧化硅二氧化硅(SiO2)光导纤维光导纤维石英坩埚石英坩埚水晶水晶玛瑙玛瑙玛瑙玛瑙(SiO2)水晶水晶(SiO2)根据根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题：的存在和应用，请你分析以下问题：SiOSiO2 2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据具有哪些物理性质？化学稳定性
3、如何？你的根据是什么？是什么？SiOSiO2 2的这些性质是由什么决定的？的这些性质是由什么决定的？【思考与交流思考与交流】：（2）物理性质）物理性质：溶于水，熔点很溶于水，熔点很 ，硬度很，硬度很 。难难高高大大SiOSiO2是正四面体的立体网状结构，因此性质很稳定是正四面体的立体网状结构，因此性质很稳定 （3）化学性质）化学性质化学稳定性：化学稳定性：化学性质很稳定，不活泼。化学性质很稳定，不活泼。酸性氧化物酸性氧化物CO2+CaO=CaCO3 能否与水反应？能否与水反应？与强碱反应生成盐和水与强碱反应生成盐和水 与碱性氧化物反应生成盐与碱性氧化物反应生成盐SiO2+CaO=CaSiO3
4、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+H2O=H2CO3不能与水直接化合不能与水直接化合高温高温 硅酸钠，水溶液俗硅酸钠，水溶液俗名名“水玻璃水玻璃”，具有，具有黏性，可用作粘合剂黏性，可用作粘合剂.实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？用橡胶塞而不用玻璃塞？因为因为碱液会跟玻璃塞中的碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成反应，生成的的硅酸钠会把硅酸钠会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。与氢氟酸（与氢氟酸（HF）的反应（）的反应（SiO2的特性）的特性）SiO2+4HF=Si
5、F4+2H2O氢氟酸是唯一可以与氢氟酸是唯一可以与SiOSiO2 2 发生反应的酸，此反应发生反应的酸，此反应用来雕刻玻璃。用来雕刻玻璃。实验室能不能用玻璃瓶盛装氢氟酸？实验室能不能用玻璃瓶盛装氢氟酸？不不能能。HF能能腐腐蚀蚀玻玻璃璃，要要用用塑塑料料瓶装。瓶装。【思考与交流思考与交流】4.用途用途 是基本的建筑材料。是基本的建筑材料。纯净的二氧化硅是现代光学及光纤制品的基纯净的二氧化硅是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作本原料，可以制作 。实验室使用的实验室使用的 坩埚成分是二氧化硅。坩埚成分是二氧化硅。用用 和和 制作饰物和工艺品制作饰物和工艺品。沙子沙子石英光导纤维石英光导纤维石英
6、石英水晶水晶玛瑙玛瑙练习练习1.1.地壳中含量第一和第二的两种元素形成的化合地壳中含量第一和第二的两种元素形成的化合物，能与下列哪些物质发生反应（物，能与下列哪些物质发生反应（）浓硫酸浓硫酸水水盐酸盐酸HFKOHHFKOH溶液溶液氧化钙氧化钙A.A.B.B.C.C.D.D.练习练习2.2.下列物质中主要成分不是二氧化硅的是（下列物质中主要成分不是二氧化硅的是（）A.A.水晶水晶 B.B.玛瑙玛瑙 C.C.金刚石金刚石 D.D.硅石硅石练习练习3.3.近一个时期，一些无知的人挖断通讯光缆想卖其近一个时期，一些无知的人挖断通讯光缆想卖其中的贵金属挣钱。结果是既没有挣到钱却破坏了通讯设中的贵金属挣钱
7、。结果是既没有挣到钱却破坏了通讯设施，违犯了国家法律。因为制造光缆芯的材料是（施，违犯了国家法律。因为制造光缆芯的材料是（）A.A.铜铜 B.B.铁铁 C.C.硅硅 D.D.二氧化硅二氧化硅 CCD2、硅酸（、硅酸（H2SiO3）思考：思考：如何制得硅酸？能用如何制得硅酸？能用SiO2与水反应制得吗？与水反应制得吗？现象现象结论结论化学方程式化学方程式 滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有透滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有透明的、胶冻状的硅酸凝胶产生明的、胶冻状的硅酸凝胶产生 Na2SiO3（aq）呈碱性，硅酸难溶于水）呈碱性，硅酸难溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体胶体)+2NaCl
8、（1）硅酸的制备）硅酸的制备实验实验4-1 在试管中加入在试管中加入3-5mL硅酸钠溶液，滴入硅酸钠溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，在用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加滴酚酞溶液，在用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及现象。仔细观察变化过程及现象。（2）硅酸的性质）硅酸的性质逐渐聚合逐渐聚合干燥脱水干燥脱水硅胶干燥剂硅胶干燥剂H H2 2SiOSiO3 3是一种是一种 酸，酸性比碳酸还酸，酸性比碳酸还 ,（“能能”或不能）使指示剂变色。或不能）使指示剂变色。硅酸溶胶硅酸溶胶 硅酸凝胶硅酸凝胶 硅酸干
9、凝胶（硅胶）硅酸干凝胶（硅胶）硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。弱弱弱弱 不能不能H2SiO3的溶解度很的溶解度很 。小小练习练习4.硅胶常用作干燥剂，它的化学成分是（硅胶常用作干燥剂，它的化学成分是（）A.二氧化硅二氧化硅 B.硅酸钠硅酸钠 C.硅酸硅酸 D.硅硅练习练习5.对于硅酸的性质描述正确的是（对于硅酸的性质描述正确的是（）A.硅酸是一种强酸硅酸是一种强酸 B.硅酸可以使石蕊变红硅酸可以使石蕊变红C.硅酸可由二氧化硅溶于水制得硅酸可由二氧化硅溶于水制得 D.硅酸的溶解度很小硅酸的溶解度很小 CD