第一节无机非金属材料的主角-硅2

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1、第四章第四章 非金属及及其化合物非金属及及其化合物(2(2课时课时) )制作制作: :李小明老师李小明老师/2010.01/2010.011.1.硅原子与碳原子结构相似硅原子与碳原子结构相似. . 硅的原子结构与存在硅的原子结构与存在 相似点相似点: :硅和碳原子最外层均为硅和碳原子最外层均为4 4个电子个电子, ,既不易得电既不易得电子也不易失电子子也不易失电子. .很难形成离子很难形成离子. .最高正价为最高正价为+4+4价价. .不同点不同点: :碳原子半径比硅原子半径小碳原子半径比硅原子半径小. .SiSi+142 8 4C C+62 42.2.存在存在. .硅在地壳中含量为硅在地壳中

2、含量为26.3%,26.3%,仅次于氧仅次于氧. .碳是构成有机物的主要元素碳是构成有机物的主要元素; ;硅是构成岩石和许多硅是构成岩石和许多矿物的基本元素矿物的基本元素, ,主要以氧化物和桂酸盐的形式存在主要以氧化物和桂酸盐的形式存在. .氧氧48.6%硅硅26.3%铝铝7.73%铁铁4.75%钙钙3.45%钠钠2.74%钾钾2.47%镁镁2.00%氢氢0.16%其他其他1.20%硅的存在硅的存在 自然界硅元素的存在自然界硅元素的存在 只有化合态只有化合态 二氧化硅和硅酸盐二氧化硅和硅酸盐自然界碳元素的存在自然界碳元素的存在 化合态和游离态化合态和游离态1.1.结构结构( (教材教材74-7

3、574-75页页) )水晶水晶10928约约180SiOSiOSiO2 2是正四面体的空间网状结构是正四面体的空间网状结构SiOSiO2 2晶体有多种晶型晶体有多种晶型硅石硅石(12%)(12%)结晶形：石英结晶形：石英无定形无定形水晶水晶玛瑙玛瑙水晶水晶石英晶体是结晶的石英晶体是结晶的SiOSiO2 2, ,具有不同的晶型和色彩具有不同的晶型和色彩. .水晶水晶: :无色透明的石英晶体无色透明的石英晶体玛瑙玛瑙: :具有彩色环带状或层状的称为玛瑙具有彩色环带状或层状的称为玛瑙沙子中含有小粒的石英晶体沙子中含有小粒的石英晶体. .水晶水晶玛玛 瑙瑙玛瑙玛瑙3.3.化学性质化学性质: : 纯净的

4、二氧化硅是无色透明的纯净的二氧化硅是无色透明的, ,硬度大、熔点高、不溶于水硬度大、熔点高、不溶于水很稳定很稳定2.2.物理性质物理性质二氧化硅是酸性氧化物二氧化硅是酸性氧化物,能与碱性氧化物、强碱等反应能与碱性氧化物、强碱等反应难溶于水，不与水反应难溶于水，不与水反应不与酸反应（氢氟酸除外）不与酸反应（氢氟酸除外） SiOSiO2 2 + 2 NaOH + 2 NaOHNaNa2 2SiOSiO3 3 + H + H2 2O O是酸性氧化物是酸性氧化物SiOSiO2 2 + CaO CaSiO + CaO CaSiO3 3 高温高温 SiOSiO2 2 +4HF +4HFSiFSiF4 4

5、+ 2H + 2H2 2O O4.4.用途用途沙子为基本的建筑材料、装饰品、坩埚、沙子为基本的建筑材料、装饰品、坩埚、光导纤维等光导纤维等5.CO5.CO2 2与与SiOSiO2 2二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化碳二氧化碳COCO2 2二氧化硅二氧化硅SiOSiO2 2物质分类物质分类 与酸反应与酸反应与碱性氧化与碱性氧化物反应物反应与碱反应与碱反应与水反应与水反应均属于酸性氧化物均属于酸性氧化物CO2 CaOCaCO3CaOSiO2 CaSiO3高温CO2 2NaOH Na2CO3+H2OSiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OCO2 H2OH2CO3不反应不反应

6、SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O不反应不反应思考与交流思考与交流1 1、为什么实验室中、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中用玻璃塞（玻璃中含有含有SiOSiO2 2）？）？2 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？ 防止玻璃中的防止玻璃中的SiOSiO2 2与与NaOHNaOH溶液反应生成粘性的溶液反应生成粘性的NaNa2 2SiOSiO3 3，使，使瓶塞和瓶口粘在一起瓶塞和瓶口粘在一起硅酸硅酸(H(H2 2SiOSiO3 3) )1.1.物理性质物理性质:不溶于水不溶于水，是一种，是一种白

7、色粉末白色粉末状的固体。状的固体。2.2.化学性质化学性质: :硅酸是一种硅酸是一种弱酸（比碳酸弱）弱酸（比碳酸弱），不能使指示剂变色不能使指示剂变色. .2NaOH+H2NaOH+H2 2SiOSiO3 3=Na=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2O O3.3.制备制备利用可溶性的硅酸盐一比硅酸强的酸反应制得利用可溶性的硅酸盐一比硅酸强的酸反应制得. . NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3( (胶体）胶体） 实验实验4-14-1向饱和向饱和NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中滴入酚酞，溶液中滴入酚酞，再滴

8、入稀盐酸再滴入稀盐酸现现 象象结结 论论方程式方程式 滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色NaNa2 2SiOSiO3 3呈碱性呈碱性NaNa2 2SiOSiO3 3 +2HCl +2HCl H H2 2SiOSiO3 3 ( (胶体）胶体）+ + 2NaCl2NaCl实验探究：实验探究：滴入盐酸有硅酸凝胶产生滴入盐酸有硅酸凝胶产生硅酸难溶于水硅酸难溶于水 硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为为“硅胶硅胶”。 “硅胶硅胶”可做干燥剂或催化剂的载体可做干燥剂或催化剂的载体活动与探究：活动与探究： 硅酸是一种硅酸是一种比碳酸还要弱比碳酸还要弱的

9、的酸，请设计实验证明。酸，请设计实验证明。 把把COCO2 2通入通入NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中，观察溶液中，观察发生的现象？发生的现象？提示：提示：1. 1. 下列说法正确的是（）下列说法正确的是（）A ASiOSiO2 2溶于水显酸性溶于水显酸性B BCOCO2 2通入水玻璃通入水玻璃( (硅酸钠的水溶液）可硅酸钠的水溶液）可 得硅酸得硅酸C CSiOSiO2 2是酸性氧化物，它不溶于任何酸是酸性氧化物，它不溶于任何酸D DSiOSiO2 2晶体中不存在单个晶体中不存在单个SiOSiO2 2分子分子B DB D教学目的：教学目的：1.1.了解硅、硅酸盐的主要性质。了解硅、硅酸盐

10、的主要性质。2.2.了解几种重要无机非金属材料的生产及用途了解几种重要无机非金属材料的生产及用途. .3.3.了解晶体硅的重要用途。了解晶体硅的重要用途。教学重点：教学重点：硅和硅酸盐的性质。硅和硅酸盐的性质。1.1.物理性质物理性质: :硅酸钠硅酸钠（NaNa2 2SiOSiO3 3），俗名泡花碱，俗名泡花碱, ,可溶可溶于水的固体于水的固体; ;其水溶液其水溶液 俗称水玻璃，可制备硅胶和俗称水玻璃，可制备硅胶和防火剂。防火剂。 实验实验4-24-2放入蒸馏水现象结论水份蒸发后燃烧放入Na2SiO3溶液水份蒸发后不燃烧水份蒸发后，失去防火作用防火效果好用作防火剂2.2.化学性质化学性质: :

11、硅酸钠溶液显碱性硅酸钠溶液显碱性, ,与酸反应制得硅酸胶体与酸反应制得硅酸胶体. .1.1.硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧、金属组成的化硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧、金属组成的化合物的总称，是一大类结构复杂的固态物质，合物的总称，是一大类结构复杂的固态物质，大多数不溶于水，化学性质稳定。大多数不溶于水，化学性质稳定。2.2.硅酸盐组成的表示硅酸盐组成的表示: :通常用金属氧化物和二氧化硅的通常用金属氧化物和二氧化硅的组合形式表示其组成组合形式表示其组成. .硅酸盐硅酸盐化学式化学式用氧化物的形式表示用氧化物的形式表示石棉石棉CaMgCaMg3 3SiSi4 4O O1212长石长石KAlSiKAlSi3