第1课时二氧化硅和硅酸.ppt

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1、 第第1课时课时第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角 硅硅硅的分布与存在硅的分布与存在u存在：没有游离态，只有化合态存在：没有游离态，只有化合态u分布：自然界中分布广泛，在地分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。成矿物和岩石的基本元素。4567231碳族元素在元素周期表中的位置碳族元素在元素周期表中的位置CSiGeSnPbA周期 硅硅硅的原子结构硅的原子结构+142 8 4碳是构成有机物的碳是构成有机物的主要元素主要元素硅和碳一样硅和碳一样,其原子既不其原子既不易失去又不易得到电子易失去又不易得到电子,主要

2、形成四价的化合物主要形成四价的化合物.硅是构成岩石与许多硅是构成岩石与许多矿物质的基本元素矿物质的基本元素一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸硅是一种亲氧元素硅是一种亲氧元素,在自然界在自然界中它总是与氧相互化合的中它总是与氧相互化合的(与与碳不同碳不同)P74硅硅氧化物氧化物硅酸盐硅酸盐碳碳石灰岩石灰岩碳酸盐碳酸盐氧化物氧化物CO2有机物有机物存在形式存在形式金刚石金刚石石墨石墨（一）二氧化硅（一）二氧化硅硅石硅石(天然天然)结晶形结晶形无定形无定形约占地壳质量的约占地壳质量的12%科学视野科学视野 P74纯净的纯净的SiO2晶体叫做晶体叫做水晶水晶。石英石英具有彩色环带状或层状具有彩色环带

3、状或层状的叫的叫玛瑙玛瑙u纯净的二氧化硅晶体叫做水晶。纯净的二氧化硅晶体叫做水晶。SiO2化学式，化学式，不是分子式。因为在二氧化硅晶体中，不是分子式。因为在二氧化硅晶体中，1个硅个硅原子与原子与4个氧原子形成个氧原子形成4个共价键，即每一个硅个共价键，即每一个硅原子周围结合原子周围结合4个氧原子；同时每个氧原子与个氧原子；同时每个氧原子与两个硅原子结合。因此它是硅原子与氧原子按两个硅原子结合。因此它是硅原子与氧原子按1：2的原子个数比组成的具有空间网状结构的的原子个数比组成的具有空间网状结构的晶体。晶体。1.二氧化硅二氧化硅(SiO2)的结构的结构玛瑙玛瑙水晶水晶SiO2的空间网状结构决定了

4、它具有优良的物理化学性能及广泛用途的空间网状结构决定了它具有优良的物理化学性能及广泛用途存在广泛、应用广泛的存在广泛、应用广泛的二氧化硅二氧化硅:u用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学用途：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。石英电子表、石英钟等。物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_u硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水很稳定很稳定2、二氧化硅的化学性质u可以与碱性氧化物反应可以与碱性氧化物反应u可以与碱反应可以与碱反应 以下是化学实验室常用的试剂瓶，请仔细以下是化学实验

5、室常用的试剂瓶，请仔细观察，盛放观察，盛放NaOH溶液的试剂瓶的特点，你能溶液的试剂瓶的特点，你能说明选用的原因吗？说明选用的原因吗？讨论：讨论：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用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橡皮塞而不用玻璃塞?SiO2 2OHSiO32H2O SiO2能和碱起反应，生成粘稠的硅酸钠，容易能和碱起反应，生成粘稠的硅酸钠，容易使瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开，所以盛氢氧使瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开，所以盛氢氧化钠的试剂瓶用橡皮塞。化钠的试剂瓶用橡皮塞。2、二氧化硅的化学性质u可以与碱性氧化物反应可以与碱性氧化物反应u可以与碱反应可以与碱反应特殊：特殊：与氢氟酸

6、反应（腐蚀玻璃）与氢氟酸反应（腐蚀玻璃）SiO2+4HF=SiF4 +2H2O所以，氢氟酸可以刻蚀玻璃所以，氢氟酸可以刻蚀玻璃量筒上的刻度就是用它刻出来的。量筒上的刻度就是用它刻出来的。SiO2 只与氢氟酸反应，不与只与氢氟酸反应，不与HCl、H2SO4反应反应二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化碳二氧化碳CO2二氧化硅二氧化硅SiO2物质分类物质分类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 H2OH

7、2CO3不反应不反应（二）硅酸（二）硅酸（H2SiO3）硅酸（硅酸（H2SiO3）:很弱的酸（很弱的酸（酸性比碳酸还弱酸性比碳酸还弱），溶解度很小），溶解度很小如何制得硅酸如何制得硅酸？能用能用SiO2与水反应制得吗与水反应制得吗？为什么？为什么？由于由于SiO2不溶于水，所以不溶于水，所以硅酸是通过硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。硅胶的制取和用途硅胶的制取和用途 P76吸水前吸水前吸水后吸水后实验实验4-1现象现象结论结论化学方程式化学方程式溶液呈红色溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变浅并加入盐酸溶液红色变浅并接近消失时接近消失时,有透明的硅酸凝胶产生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硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。应制得的。Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3 +Na2CO3硅酸钠溶液通二氧化碳：硅酸钠溶液通二氧化碳：相关的化学方程式SiO2 2OHSiO32H2OSiO2+4HF=SiF4 +2H2OSiO2 CaO CaSiO3高温SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2 高温Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3 +Na2CO3