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1、第四章 非金屬及其化合物,第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角硅,一、二氧化硅和硅酸,1.二氧化硅（ SiO2）,(1)二氧化硅存在,無定形硅藻土,水晶,瑪瑙,結(jié)晶形（石英晶體）,每1個(gè)Si原子周圍結(jié)合4個(gè)O原子，Si在中心，O在四個(gè)頂角；同時(shí)每1個(gè)O原子周圍結(jié)合2個(gè)Si原子相結(jié)合。,硅原子,SiO4四面體,二氧化硅中氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為2：1，用SiO2來表示二氧化硅的組成，表示O與Si的原子個(gè)數(shù)比，不是分子式是化學(xué)式。,科學(xué)視野,（2）二氧化硅的結(jié)構(gòu),氧原子,猜一猜,根據(jù)上述二氧化硅的結(jié)構(gòu)及學(xué)過的二氧化碳的性質(zhì)，你能否判斷SiO2有何物理和化學(xué)性質(zhì)及用途呢？,1.實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH 溶液的試劑瓶

2、為什么 用橡膠塞而不用玻璃塞？,原因：NaOH溶液能與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成 Na2SiO3，使瓶塞部分粘結(jié)而無法打開。因此盛裝 NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。 SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,想一想,3.某同學(xué)根據(jù)SiO2既可與堿反應(yīng)，也能與氫氟酸反應(yīng)，推斷SiO2為兩性氧化物是否正確?,動(dòng)動(dòng)腦筋,2.實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？,HF能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用 玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。 SiO24HF =SiF4 2H2O（ SiO2的特性）,此反應(yīng)常用于雕刻玻璃,不正確。因?yàn)槎趸柚桓鷼浞岱磻?yīng)，不跟 其它酸反應(yīng)，而是屬于酸性氧化物。,

3、CO2+H2O=H2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,CO2+CaO=CaCO3,不反應(yīng),SiO22NaOH =Na2SiO3 H2O,SiO2CaO = CaSiO3,固 態(tài),熔點(diǎn)低,氣 態(tài),熔點(diǎn)高、硬度大,SiO24HF=SiF4 2H2O,人工降雨，滅火等,裝飾、石英坩堝、光纖,（3）二氧化硅的物理和化學(xué)性質(zhì),高溫,小結(jié): 二氧化硅的化學(xué)性質(zhì),可以與堿和堿性氧化物反應(yīng) 與氫氟酸反應(yīng)（腐蝕玻璃）,SiO2 2OHSiO32H2O,SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O,主要用作裝飾、石英坩堝、光纖,（4）二氧化硅的用途,現(xiàn)代通信用光纜

4、,光學(xué)纖維胃鏡,用光導(dǎo)纖維做 無開刀手術(shù),光導(dǎo)纖維手術(shù)頭燈,2.硅酸 （H2SiO3）,（1）物理性質(zhì)：,硅酸是一種白色固體，難溶于水。,（2）化學(xué)性質(zhì)： H2SiO3酸性很弱，比H2CO3的酸性還弱。 熱穩(wěn)定性 硅酸受熱易分解： H2SiO3 = H2O+SiO2,加熱,制取原理：強(qiáng)酸制弱酸,滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生,a.Na2SiO3溶液呈堿性；b.可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸；c.先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠；d.靜置則形成硅酸沉淀。,閱讀課本P76并 探究實(shí)驗(yàn)4-1,Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl +

5、H2SiO3,SiO32- + 2H+ = H2SiO3,（3）硅酸的制備：,神奇的硅橡膠 改變我們的生活,生成的硅酸逐漸聚合而形成硅酸溶膠，經(jīng)干 燥脫水就形成硅酸干膠，稱為“硅膠”。常常用 做干燥劑。,（4）用途,硅橡膠簡(jiǎn)介,硅橡膠簡(jiǎn)介:硅橡膠是含有硅氧鍵（ Si-O ）的線型高分子彈性體，因而具有很高的熱穩(wěn)定性。并具有優(yōu)異的耐臭氧老化、氧老化、光老化和天候老化的性能，同時(shí)具有優(yōu)良的電絕緣性能、防霉性能和高透氣性能，可以制作很多模型制品，如各種 O 型圈、墊片、皮碗、油封、活門、減震器及膜片等。由于硅橡膠具有生理惰性、無毒，與其他材料無粘著能力，并能經(jīng)受多次蒸煮消毒的特點(diǎn)，廣泛用于醫(yī)療衛(wèi)生和

6、食品工業(yè)方面，如人造心臟瓣膜、人造喉、人造血管、奶嘴和藥瓶塞等。作為各種電子管或電氣元件的涂層、密封，具有防潮、避塵、防震以及改進(jìn)電性能的效果。,二、硅酸鹽,1.定義：,硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱,2.性質(zhì)：,硅酸鹽種類很多，大多數(shù)難溶于水，最常見的 可溶性硅酸鹽是Na2SiO3，K2SiO3,3.表示方法：,（1）化學(xué)式法：,適用于簡(jiǎn)單的硅酸鹽如：Na2SiO3，K2SiO3、 CaSiO3等。,科學(xué)視野,新型陶瓷,人造關(guān)節(jié),SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3,Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3,想一

7、想,用什么實(shí)驗(yàn)事實(shí)能夠證明 硅酸的酸性比碳酸弱？,向可溶性硅酸鹽溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，出現(xiàn) 白色渾濁，即用H2CO3可制得H2SiO3 ，可證明 H2SiO3 的酸性比H2CO3弱。（強(qiáng)酸制弱酸）,活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水。氧化物前系數(shù)配置原則：除氧元素外，其他元素按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置系數(shù)。 硅酸鈉： Na2SiO3 Na2OSiO2 硅酸鈣： CaSiO3 CaOSiO2 高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O 正長(zhǎng)石：KAlSiO3不能寫 K2OAl2O33SiO2， 應(yīng)寫成K2OAl2O36SiO2,（2）氧化物法：,資料卡片,4

8、.硅酸鹽在自然界的轉(zhuǎn)化,硅酸鹽礦石長(zhǎng)期受到空氣中的二氧化碳和水的侵蝕后,逐漸風(fēng)化分解,生成的可溶物質(zhì)隨雨水流入江河、海洋，留下大量的黏土形成土壤膠體，因其表面積巨大且一般帶負(fù)電，能吸收NH4+，K等營(yíng)養(yǎng)離子，從而具有保肥能力。,硅酸鹽是如何具有保肥能力的？,思考,5.硅酸鈉（Na2SiO3）,硅酸鈉是白色固體，易溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，又稱泡花堿，是一種無色粘稠的液體，是一種礦物膠，黏性很強(qiáng)，可以作黏膠劑和木材防火劑。,閱讀課本P77并 探究實(shí)驗(yàn)4-2,水分蒸發(fā)后燃燒,水分蒸干后不燃燒,硅酸鈉能防火,水不能防火,（1）硅酸鈉的物理性質(zhì),問一問,硅酸鈉水溶液久置在空氣中會(huì)出現(xiàn)什 么現(xiàn)象？為什

9、么？,硅酸鈉水溶液久置在空氣中會(huì)出現(xiàn)白色渾濁。因?yàn)榘l(fā)生下列反應(yīng)：,（2）硅酸鈉化學(xué)性質(zhì),硅酸鈉的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩(wěn)定性好。,Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3,（3）用途,可以作肥皂填料，還可以用做建筑、紙張的 黏合劑和木材、織物的防腐劑及防火劑,與鹽反應(yīng),與酸反應(yīng),Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3,CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl,看一看,你能指出常見的硅酸鹽產(chǎn)品有哪些嗎,科學(xué)視野,生物陶瓷,氧化鋁(Al2O3)陶瓷,氮化硅(Si3N4)陶瓷,課堂練習(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

10、具有的性質(zhì)是（ ） A.熔點(diǎn)很高 B.與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸 C.可與燒堿反應(yīng)生成鹽 D.堅(jiān)硬,2.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,3、下列試劑能貯存在磨口玻璃塞試劑瓶里的是（ ） A.HF溶液 B.KOH溶液 C.鹽酸 D.水玻璃,B,A,C,結(jié)構(gòu)陶瓷,6.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.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO3,4.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 C.高溫下SiO2與碳酸鹽 反應(yīng)生成CO2 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硅酸沉淀,5.能將Na2SiO3、CaCO3、SiO2三種白色粉末鑒別開來的試劑是（ ） A.NaOH溶液 B.水 C.氫氟酸 D.稀鹽酸,B,C,D,