無機(jī)非金屬材料的主角硅課件(2課時)

無機(jī)非金屬材料的主角---硅硅的氧化物和硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤，約占地殼質(zhì)量的90%以上。因此，硅在無機(jī)非金屬材料中扮演主要角色。硅既不易失去也不易得到電子，主要形成四價的化合物。一、二氧化硅（SiO2)SiO2結(jié)構(gòu)四面體結(jié)構(gòu)每個Si原子周圍結(jié)合4個O，每個O原子跟2個Si相結(jié)合，Si與O原子按1：2的比例組成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體金剛石石英晶體是結(jié)晶的二氧化硅，石英中無色透明的晶體就是通常所說的水晶石英具有彩色環(huán)狀或?qū)訝畹姆Q為瑪瑙。沙子中含有小粒的石英晶體。沙子的主要成分就是SiO2SiO2的物理性質(zhì)SiO2不溶于水，是一種堅(jiān)硬難溶的固體，硬度和熔點(diǎn)都很高。與堿性氧化物反應(yīng)：

與堿反應(yīng)SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O1、具有酸性氧化物的通性SiO2的化學(xué)性質(zhì)高溫SiO2+CaO===CaSiO3化學(xué)性質(zhì)很不活潑，氫氟酸（HF）是唯一可以與之反應(yīng)的酸。SiO2+4HF=SiF4?+2H2O玻璃中含有SiO2，所以可以用HF來刻蝕玻璃。2、特殊性在玻璃表面涂上一層石蠟在石蠟上雕刻出花紋，向挖空部分加少量氫氟酸洗掉酸并去掉石蠟3、弱氧化性Si02高溫下與C作用可制取粗硅

2C+SiO2

＝Si+2CO↑高溫石英坩堝SiO2的用途練習(xí):1.地殼中含量第一和第二的兩種元素所形成的化合物不具有的性質(zhì)是（）A.熔點(diǎn)很高B.與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸C.可與燒堿反應(yīng)生成鹽D.堅(jiān)硬B2.要除去SiO2中混有的少量CaO雜質(zhì)，最適宜的試劑是（）A.純堿溶液B.鹽酸C.硫酸D.苛性鈉溶液B3.下列物質(zhì)中,主要成分不是SiO2的是（）A.金剛砂B.瑪瑙C.水晶D.石英A實(shí)驗(yàn)4-1：在試管中加入3-5ml飽和Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴加入鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時停止。靜置，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：溶液變紅，加入鹽酸后生成膠狀沉淀。Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓

二、硅酸（H2SiO3)（2）硅酸的存在硅酸濃度較小時易聚合形成硅酸溶膠

硅酸濃度較大時則形成硅酸凝膠硅酸凝膠干燥脫水——硅酸干凝膠，又稱為硅膠，吸附水分能力強(qiáng)，常用作干燥劑，也用作催化劑的載體1.硅酸的制備（1）SiO2不溶于水，不能和水化合生成酸實(shí)驗(yàn)室通過可溶性硅酸鹽與其他酸制得。硅膠泳帽硅膠干燥劑不溶于水、不透水耐腐蝕、穩(wěn)定無味無毒吸附水的能力強(qiáng)(1)是一種很弱的酸,酸性比碳酸還要弱Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓

(2)不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定）受熱易分解：

(3)硅酸在水中的溶解度很小。H2SiO3==SiO2+H2O△2.硅酸的性質(zhì)4.能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是（）

A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水。B.CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C.SiO2常溫下是固體，CO2常溫下是氣體D.氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀B5.下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學(xué)反應(yīng)完成的是（）A.CO2→H2CO3

B.SiO2→Na2SiO3

C.Na2O2→Na2CO3

D.SiO2→H2SiO3

D小結(jié)：自然界中不存在單質(zhì)硅，SiO2具有酸性氧化物的通性，可與強(qiáng)堿、堿性氧化物反應(yīng)。由于SiO2不溶于水也不與水反應(yīng)，故硅酸通過可溶性硅酸鹽與其他酸制得硅的化合物3、硅酸鹽

硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。

硅酸鹽是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)化合物，一般都不溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)探究4-2實(shí)驗(yàn)步驟：取兩個小木條或?yàn)V紙條，分別放入蒸餾水和Na2SiO3飽和溶液中，使之充分吸濕、浸透，取出稍瀝干（不再滴液后），同時分別放置在酒精燈外焰外。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：被蒸餾水浸透的小木條或?yàn)V紙條一段時間后會著火燃燒，而被飽和Na2SiO3溶液浸透的小木條或?yàn)V紙條則不會著火燃燒。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Na2SiO3可用作防火劑。硅酸鹽的表示方法：①化學(xué)式法：硅酸鈉：Na2SiO3硅酸鈣：CaSiO3②氧化物法：氧化物（低價?高價）?二氧化硅?水硅酸鈉：Na2O·SiO2硅酸鈣：CaO·SiO2石棉：CaO·3MgO·4SiO2長石：K2O·AI2O3·6SiO2黏土：AI2O3·2SiO2·2H2O高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO22H2O鈣長石：CaAl2SiO6CaO

·Al2O3·SiO2無機(jī)非金屬材料硅酸鹽產(chǎn)品玻璃水泥陶瓷壓電陶瓷點(diǎn)火器發(fā)動機(jī)中的氮化硅陶瓷部件生物陶瓷制品壓電陶瓷高純氧化鋁透明陶瓷管硅單質(zhì)1、物理性質(zhì)硅有幾種同素異形體？硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。為什么晶體硅的熔沸點(diǎn)高、硬度大？硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。硅的導(dǎo)電性如何？導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。2、化學(xué)性質(zhì)

常溫下很穩(wěn)定，只與氟氣、氫氟酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)；

加熱時能和氧氣、氯氣、氫氣等非金屬反應(yīng)。Si＋2F2＝SiF4

Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑

Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑Si＋O2＝SiO2Si＋2H2＝SiH4（不穩(wěn)定）高溫Si+2Cl2＝SiCl4硅的工業(yè)制法高溫

第一步：在工業(yè)上，用碳在高溫下還原二氧化硅的方法制得粗硅。SiO2＋2CSi（粗硅）＋2CO↑第二步：與氯反應(yīng)：Si＋2Cl2＝SiCl4(溫度為400～500℃)第三步：生成的SiCl4液體通過精餾，除去其中的硼、砷等雜質(zhì)，然后用氫氣還原：SiCl4＋2H2Si＋4HCl高溫3、硅的用途

硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，它的用途非常廣泛。作為良好的半導(dǎo)體材料，硅可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可以制成太陽能電池，可制成有良好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金大規(guī)模集成電路太陽能電池硅芯片是各種計(jì)算機(jī)、微電子產(chǎn)品的核心課堂練習(xí)1、下列有關(guān)物質(zhì)的用途（括號中為用途）錯誤的是（）（A）鍺和硅（半導(dǎo)體材料）（B）二氧化硅（制光導(dǎo)纖維）（C）水玻璃（用作粘合劑）（D）原硅酸（用作耐火材料）2、將過量的二氧化碳分別通入①氯化鈣溶液②硅酸鈉溶液③次氯酸鈣溶液④飽和碳酸鈉的溶液，最終溶液中有白色沉淀析出的是（）（A）①②③④（B）②④（C）①②③（D）②③④

3、假設(shè)SiO2晶體中的Si原子被Al原子取代，不足的價數(shù)由K原子補(bǔ)充，當(dāng)有25%的硅原子被取代時，可形成正長石的主要成分，則正長石的主要成分的化學(xué)式為（）A．KAlSi3O8B．KAlSi2O6

C．KAlSiO4D．KAlSi4O104、當(dāng)下列物質(zhì)分別滴入醋酸時