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（一）、硅元素在自然界中的存在和含量（一）、硅元素在自然界中的存在和含量（二）、硅元素的位置与结构（二）、硅元素的位置与结构一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸1.二氧化硅的结构和性质二氧化硅的结构和性质2.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3.探究硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实探究硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实 通过下列图片你能总结归纳出硅元通过下列图片你能总结归纳出硅元素在自然界中的存在吗？素在自然界中的存在吗？1.自然界硅元素主要存在于:2.地壳中的含量:排在第二位第二位,氧的后面氧的后面.3.自然界硅存在的形态 :硅无无游离态单质状态 只有化合态只有化合态：常常有硅的氧化物和硅酸盐(一一)硅元素在自然界中存在和含量硅元素在自然界中存在和含量岩石、沙子、土壤 你能画出碳和硅原子结构示意图，并归纳出你能画出碳和硅原子结构示意图，并归纳出硅与碳在元素周期表中的位置与结构吗？硅与碳在元素周期表中的位置与结构吗？(二二) 硅的位置与结构硅的位置与结构 碳在第三周期、硅在第四周期且都在周期表中碳在第三周期、硅在第四周期且都在周期表中的第四主族的第四主族,最外层有四个电子，既不易失去电最外层有四个电子，既不易失去电子，也不易得到电子。所以硅的化学性质不如子，也不易得到电子。所以硅的化学性质不如碳活泼碳活泼,主要形成四价化合物，碳和硅都是亲氧主要形成四价化合物，碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强。因此碳和硅在自元素但是硅的亲氧能力更强。因此碳和硅在自然界中存在形式有所不同。然界中存在形式有所不同。CSi一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（、二氧化硅（ SiO2）(1)二氧化二氧化硅存在硅存在 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水晶玛瑙玛瑙 每每1个个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子，原子，Si在中心在中心,O在四个顶角在四个顶角. 同时每同时每1个个O原子周围结合原子周围结合2个个Si原子相结合。原子相结合。 硅原子硅原子SiO2四面体四面体二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,用用SiO2来表示来表示二氧二氧 化硅的组成化硅的组成,表示表示O与与Si的原子个数比的原子个数比,不是分子式是化不是分子式是化学式学式（二）二氧化硅的结构（二）二氧化硅的结构石英晶体是结晶结晶的二氧化硅，石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶石英具有彩色环状或层状的称为玛瑙。沙子沙子中含有小粒的石英晶体。沙子的主中含有小粒的石英晶体。沙子的主要成分就是要成分就是SiO25、二氧化硅的用途由于SiO2具有优良的物理化学性能加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。主要用作装饰、石英坩埚、光纤主要用作装饰、石英坩埚、光纤光学纤维胃镜 石 英 制 品水晶石英、玛瑙二氧化硅用来制光导纤维 光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大，一对光纤上可同时传送3万门电话。 现代通信用光缆现代通信用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手术头灯 根据上述二氧化硅的结构和用途及学根据上述二氧化硅的结构和用途及学过的二氧化碳的性质你能否判断其有何过的二氧化碳的性质你能否判断其有何物理物理和和化学化学性质呢？性质呢？SiO2的物理性质SiO2不溶于水，不溶于水，是一种坚硬难溶的固体，是一种坚硬难溶的固体，硬度和熔点都很高。硬度和熔点都很高。1、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？ NaOH溶液能与玻璃中的溶液能与玻璃中的SiO2反应生成反应生成 Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。 SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O图图 4-6 实验室盛放实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶溶液的试剂瓶3、某同学根据、某同学根据SiO2既可与碱反应既可与碱反应,也能与也能与氢氟氢氟酸反应酸反应,推断推断SiO2为两性氧化物为两性氧化物.是否正确是否正确?2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不 能用能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。 SiO2 4HF =SiF4 2H2O 此反应常用于雕刻玻璃此反应常用于雕刻玻璃 不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不跟不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不跟其它酸反应，而是属于酸性氧化物。其它酸反应，而是属于酸性氧化物。在玻璃表面涂上一层石蜡在玻璃表面涂上一层石蜡在石蜡上雕刻出花纹，向在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸挖空部分加少量氢氟酸洗掉酸并去掉石蜡洗掉酸并去掉石蜡与碱性氧化物反应： 与碱反应 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O1、具有酸性氧化物的通性SiO2的化学性质高温SiO2+CaO=CaSiO32、与HF酸的反应SiO2 4HF =SiF4 2H2O 3、弱氧化性Si02高温下与C作用可制取粗硅 2C+SiO2 Si+2CO高温想一想想一想：怎样设计实验制取：怎样设计实验制取H H2 2SiOSiO3 3呢？呢？ 2、硅酸、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。15硅酸的制备、硅酸钠的性质硅酸的制备、硅酸钠的性质.flv(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，c、先形、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d、静置则形、静置则形成硅酸沉淀。成硅酸沉淀。阅读课本阅读课本P76并并探究实验探究实验4-1Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3SiO32- + 2H+ = H2SiO3练习练习: 1.地壳中含量第一和第二的两种元素所 形成的化合物不具有的性质是（ ） A.熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬B2.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质， 最适宜的试剂是（ ） A.纯碱溶液 B.盐酸 C.硫酸 D.苛性钠溶液B 3.下列物质中,主要成分不是SiO2的是（ ） A.金刚石 B.玛瑙 C.水晶 D.石英A硅酸的存在硅酸浓度较小时易聚合形成硅酸溶胶硅酸浓度较大时则形成硅酸凝胶硅酸凝胶干燥脱水硅酸干凝胶，又称为硅胶，吸附水分能力强，常用作干燥剂，也用作催化剂的载体。硅胶泳帽硅胶泳帽硅胶干燥剂硅胶干燥剂不溶于水、不透水不溶于水、不透水耐腐蚀、稳定耐腐蚀、稳定无味无毒无味无毒吸附水的能力强吸附水的能力强(1)是一种很弱的酸,酸性比碳酸还要弱Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+ H2SiO3 (2)不稳定（比H2CO3稳定）受热易分解： (3)硅酸在水中的溶解度很小。H2SiO3 = SiO2+H2O 2.硅酸的性质4.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B小结：自然界中不存在单质硅，SiO2具有酸性氧化物的通性，可与强碱、碱性氧化物反应。由于SiO2不溶于水也不与水反应，故硅酸通过可溶性硅酸盐与其他酸制得个人观点供参考，欢迎讨论