第一节 无机非金属材料的主角硅.ppt

一.硅的概况 1.在地壳中含量第二 : 氧 硅 铝 铁 2.存在：没有游离态，只有化合态（主要以氧化物和硅酸盐的形式存在） 3.分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。（如图） 硬度大、熔点高、难溶于水 纯净的SiO2晶体无色透明 3.二氧化硅的化学性质 (1)酸性氧化物： 二氧化硅与二氧化碳的比较 用途：硅酸凝胶经脱水后得到多孔的硅胶，可以作催化剂载体和干燥剂 3、硅酸盐 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 实验4-2 陶瓷：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具 具有特殊功能的含硅物质 碳化硅（金刚砂） 1.物理性质： 硅有晶体硅和无定形硅两种。 晶体硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。 导电性介于导体和绝缘体之间是良好的半导体材料。 2.化学性质 常温下， 不活泼，只与氟气、氢氟酸、强碱作用 * * 无机非金属材料的主角___硅 4 、硅的原子结构 硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物. +14 2 8 4 Si 2 4 +6 C 碳是构成有机物的主要元素 硅是构成岩石和许多矿物的主要元素 二、二氧化硅和硅酸 硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的(与碳不同) 存在形式： 氧化物 硅酸盐 1.二氧化硅(SiO2) 天然硅石 结晶形 无定形 石英晶体是结晶的SiO2，无色透明的叫做水晶，具有彩色环带状或层状的叫玛瑙 玛 瑙 水晶 [SiO4]四面体结构 网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质 2.SiO2的结构 用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。 物理性质:___________________________________ 化学稳定性:____________________________ 很稳定 根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？ SiO2这些性质是由什么决定的？ SiO2 ＋ CaO CaSiO3 高温 与碱性氧化物反应 与强碱反应： SiO2 + 2NaOH=== Na2SiO3+H2O 想一想CO2的性质 SiO2 ＋ 2OH－＝SiO32－＋H2O (除氢氟酸外不与其它任何酸作用） 与氢氟酸（ HF ）作用： SiO2 + 4HF=== SiF4 +2H2O ↑ 高温时： Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑ 高温 CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑ 高温 想一想：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？ 因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。 与酸反应 与水反应 与碱反应 与碱性氧化物反应 物质分类 二氧化硅SiO2 二氧化碳CO2 均属于酸性氧化物 CO2 ＋ CaO＝CaCO3 CaO＋SiO2 CaSiO3 高温 CO2 ＋2NaOH＝ Na2CO3+H2O SiO2 ＋2NaOH＝ Na2SiO3+H2O CO2 ＋ H2O＝H2CO3 不反应 SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O 不反应 2.硅酸（H2SiO3） 很弱的酸（酸性比碳酸还弱） 溶解度很小 如何制得硅酸？能用SiO2与水反应制得吗？为什么？ 由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。 实验4-1 化学方程式 结论 现象 溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变浅并接近消失时,有透明的硅酸凝胶产生. 硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaCl ↓ H2SiO3 + 2NaOH === Na2SiO3+2H2O H2SiO3=== SiO2+H2O 加热 Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓ （1）硅酸酸性比碳酸还弱，往可可溶性 硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体可 制备硅酸 （2）与碱的反应 （3）热稳定性 练习: 1.下列说法正确的是( ) A.二氧化硅溶于水显酸性 B.二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶液)可以得到硅酸. C.因为高温时,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强. D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸 B 2.光纤通讯是光作为信息的载体,让光在光导纤维中传输,制造光导纤维的基本原料是( ) A 铜 B 钢