4.1.1无机非金属材料的主角——Si(第一课时二氧化硅和硅酸)汇编.pptx

高一化学备课组 非金属及其化合物 第一课时 二氧化硅和硅酸 第一节 无机非金属材料的主角——硅 授课人：张庆节 壮丽的山峰 沙漠 玛瑙 水晶 石英 2.硅在自然界中没有游离态，以 形式存在。（氧化物及硅酸盐） 自然界中它容易与＿＿化合，是一种亲＿＿元素。  　　　　　　　　　　　　　　　　　　 氧 氧 一.硅的含量和存在 1.硅在地壳中的含量仅次于氧，居第二位 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.约占地壳质量的90%以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要角色。 化合态 硅在元素周期表中的位置 研究硅元素可别忘了我 最外层电子数是4。原子既不容易失电子也不容也得到电子 。 思考2：碳、硅原子主要显几价？ 正四价（+4价） 思考1：画出硅和碳的原子结构示意图，找出它们的最外层电子数是多少？说明了什么？ 思考·交流 3、碳和硅的比较 硅是构成岩石和许多矿物的元素。 碳是构成有机物的主要元素 碳在地壳中主要形成石灰岩和碳酸盐等矿物， 碳的氧化物CO2常以分子的形式存在于大气中。 结晶形（石英晶体） 无定形——硅藻土 水晶 玛瑙 二、 二氧化硅（ SiO2 ） 1、SiO2 存在: 天然二氧化硅（硅石） 无色透明 彩色环带或层状 SiO2是沙子、石英、水晶，玛瑙，光导纤维的主要成分。 玛瑙 根据SiO2的存在，分析 SiO2有哪些物理性质？与CO2的物理性质有何区别？（从水溶性、硬度、熔点考虑） 思考·交流 物质 SiO2 CO2 状态（常温） 气体 熔点 -56.6℃ 沸点 -78.5℃ 溶解性 1：1 硬度 固体 1610℃ 2230℃ 不溶 大 2.SiO2的物理性质:____________________________ 硬度大、熔点高、难溶于水 3.SiO2的结构 正四面体空间网状结构 ； 硅氧原子比例：1 : 2 ； 没有SiO2 分子存在，只存在硅氧原子； SiO2 不是分子式是化学式 （1） 每1个Si原子周围结合 个O原子， 在中心, 在四个顶角。 同时每1个O原子周围结合 个Si原子相结合。 4 Si O 2 （2）二氧化硅中硅原子与氧原子个 数比为 1：2 立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质 [SiO4]四面体结构 SiO2 + 2NaOH =Na2SiO3 + H2O ① 酸性氧化物，但SiO2不能与水反应 4.SiO2的化学性质 思考： 为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞? 原因：防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。 SiO2 ＋ 2OH－= SiO32－ ＋H2O 只能与HF反应 ②、SiO2的特殊性： SiO2+4HF SiF4↑+2H2O 用途：刻蚀玻璃（制作玻璃工艺品） 4.SiO2的化学性质 在玻璃表面涂上一层石蜡 在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸 洗掉酸并去掉石蜡 实验室能否用玻璃瓶盛装氢氟酸（HF）？ 纯净的SiO2:是制造光导纤维的主要原料 石英：耐高温化学仪器（坩埚）、石英表、石英钟 水晶：制光学仪器、高级工艺品 玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品 沙子：是基本的建筑材料 5.SiO2的用途 二氧化碳 二氧化硅 状 态 物理性质 化 学 性 质 与水 与碱 与碱 性氧 化物 与酸 用 途 二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较 CO2+H2O=H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+Na2O=Na2CO3 CO2+CaO=CaCO3 不反应 SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O 固 态 熔沸点低 气 态 熔沸点高、硬度大 —— SiO2 ＋ 4HF=SiF4↑＋ 2H2O 人工降雨，灭火等 装饰、石英坩埚、光纤等 三、硅酸(H2SiO3 ) 硅酸是一种白色胶状物，它不溶于水；是一种弱酸，酸性比碳酸还弱，不能使指示剂变色。 如何制备硅酸？能用SiO2与水反应制得吗？ 由于SiO2不溶于水，也不与水发生反应，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的 在试管中加入3~5mL饱和Na2SiO3溶液，滴入1~2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，静置。仔细观察变化过程及其现象。 现象 结论 化学方程式 离子方程式 Na2SiO3+2HCl H2SiO3↓+2NaCl Na2SiO3呈碱性； 硅酸难溶于水 滴入酚酞溶液呈红色 滴