《无机非金属材料的主角——硅》
1.4.1 无机非金属材料的主角——硅
结论
化学方程式
实验 4-1
在试管中加入3~5 mL Na2SiO3溶液（饱和Na2SiO3 溶液按1 : 2或1 : 3的体积比用水稀释），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，至溶液红色变浅并接近消失时停止。 静置。仔细观察变化过程及其现象。
现象
生成透明的凝胶
结论
3CaO·Al2O3 黏土的主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O
科 学 视 野 硅酸盐的丰富性和多样性
由于Al和Si在元素周期表中位置相邻、粒子大小 相近，+3价的铝常或多或少地置换硅酸盐中+4价的 硅而形成铝硅酸盐。为了保持电中性，会伴随引入其 他正离子，从而大大增加了硅酸盐品种的多样性和结 构的复杂性，同时也为应用硅酸盐材料提供了更广阔 的选择。硅酸盐岩石长期在水和大气中二氧化碳的侵 蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体。土壤胶体粒 子表面积巨大且带负电，能与NH4+、K+等数十种生 物所需的营养离子相互作用，使土壤具有保肥能力。 这是大自然对人类及地球生物的馈赠，我们应该爱护 大地母亲。保持土壤的良好结构和化学成分，就是保 证农业、牧业和林业持续发展的基础。
二氧化硅
水晶
结晶形：石英
玛瑙
科学视野
SiO2有多种晶型，其基 本结构单元是如图4-2所
示的四面体，每个Si周
围结合4个O，Si在中
心，O在4个顶角；许多
O
这样的四面体又通过顶
角的O相连接，每个O为
两个四面体所共有，即
每个O与2个Si相结合。
原子晶体：物质中所有原子均
通过共价键连接在一起的晶体
共价键，使原 子之间牢固地 结合在一起
SiO2的用途
人教版高一化学必修一无机非金属材料的主角-----硅
为发生下列反应：
Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓ （2）硅酸钠化学性质 硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧， 不易被腐蚀，热稳定性好。
-1-
①与酸反应 Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3↓ ②与盐反应 CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl （3）用途
硅 石
沙子
无定形（硅 藻土）
水晶
水 晶
玛瑙
主要成份： SiO2
主要成份：
SiO2
第四章
非金属及其化合物
(2)结构
二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的立体网状结
1:2 ，不存在 构，晶体中硅原子和氧原子的个数比为 ________
单个的 SiO2 分子。在 SiO2 晶体中，每个 Si 原子周围结合
C
人 教 版 化 学
B．镁橄榄石 Mg2SiO4 表示为2MgO·SiO2
C．钾长石 KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·3SiO2 D．高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为 Al2O3·2SiO2·2H2O 提示：顺序为：活泼金属氧化物、二氧化硅、水。
5、硅酸钠（Na2SiO3） （1）、硅酸钠的物理性质
不 二氧化硅是坚硬、难熔的固体，________ 溶于水， 不导电，纯净的二氧化硅晶体无色透明。
4.物理性质：硬度大，熔沸点高，不溶于水 5.化学性质： 很稳定 .
.
【 讨论 】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？(玻璃中含 有SiO2)
一、二氧化硅
5.化学性质： ① 是 酸 性氧化物
人 教 版 化 学
无机非金属材料的主角-硅(hcf)
其他应用领域
陶瓷和玻璃
硅在陶瓷和玻璃制造中用作添加剂， 可以提高产品的硬度和耐热性。
高分子合成
硅在高分子合成中用作催化剂和交联 剂，可以提高聚合物的性能和稳定性 。
05
CATALOGUE
硅的未来展望
硅的新应用领域
半导体材料
随着电子工业的发展，硅作为半 导体材料的需求将持续增长，特 别是在微电子、光电子和集成电
硅酸盐材料的应用
硅酸盐材料广泛应用于建筑、电子、化工、航空航天、医 疗等领域。例如，玻璃可用于窗户、镜片、显示屏等；陶 瓷可用于餐具、工业管道、陶瓷刀具等。
陶瓷和玻璃
陶瓷
陶瓷是以黏土、石英、长石等天然矿物为主要原料，经高温 烧制而成的无机非金属材料。陶瓷具有优良的耐腐蚀、耐磨 损、绝缘等性能，广泛应用于建筑、工业等领域。
03
硅也是许多岩石和矿物的主要 成分，如石英、长石、云母等 。
02
CATALOGUE
无机非金属材料中的硅
硅酸盐
硅酸盐矿物
硅酸盐矿物是地壳中分布最广的矿物，占所有矿物组成的 90%以上。常见的硅酸盐矿物包括长石、云母、黏土矿物 等。
硅酸盐工业
硅酸盐工业是指以含硅元素物质为原料，经加工制成的无 机非金属材料工业。主要产品包括玻璃、陶瓷、水泥、耐 火材料等。
混凝土
混凝土是一种常用的建筑材料，由水泥、骨料（沙、石）和水混合而成。混凝土具有良好的抗压强度和耐久性， 广泛用于建筑、桥梁、隧道等领域。
耐火材料
耐火材料的种类
耐火材料是指能在高温下承受各种物理化学变化和机械作用，并能在各种温度 下保持其物理化学性能的不易燃烧的材料。常见的耐火材料包括耐火砖、耐火 水泥、耐火砂等。
这些矿石经过采矿、选矿、破碎、磨 细等工序后，得到硅含量较高的硅石 粉，作为生产硅的原料。
人教版化学必修一4.1《无机非金属材料的主角——硅》讲课课件21pptPPT
特性：SiO2＋4HF====SiF4↑＋2H2O
氢氟酸（HF） 是唯一能与 SiO2反应的 酸
O
Si
Si
Si
结构与物质状态变化
SiO2
建筑材料：沙子等
工艺品：水晶、玛瑙等
用
途
光导纤维
制取Si单质
SiO2 + 2C
高温
电炉
Si + 2CO↑
石英砂 焦炭
粗硅
Si（粗）+ 2Cl2 加热 SiCl4
SiCl4 + 2 H2 高温 Si（纯）+ 4HCl
硅酸
活动六、依据碳酸，讨论硅酸制备方案，选用
药品进行实验制取硅酸凝胶
制备原理
选用药品 交流方案
影响凝胶生成的因素：
Na2SiO3溶液浓度 HCl浓度
滴加顺序
温度等
反
现象
应
方
程 观察硅酸 式
物理性质
不溶于水
白色，胶状
硅酸结构
O- O-
O- O- O-
必修1
4-1. 无机非金属材料的主角—硅
（课时1）
初识Si元素 活动一、Si元素在自然界的存在
Si在地壳中含量
Si元素在自然界中主要以 氧化物及硅酸盐的形式存在
以化合态存在 亲氧元素
活动二、Si元素原子结构
豪 Si
门 二 杰
C
最外层 4e-
相似
C--统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。 Si—统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。
-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-
O-
O-
O- O- O-
OH OH OH OH OH
《无机非金属材料的主角——硅》 说课稿
《无机非金属材料的主角——硅》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《无机非金属材料的主角——硅》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析1、教材的地位和作用“无机非金属材料的主角——硅”是人教版高中化学必修 1 第四章第一节的内容。
本节内容在教材中起着承上启下的作用。
在前面的学习中，学生已经了解了金属元素及其化合物的性质，而硅及其化合物则是学生首次接触的非金属元素。
通过对硅及其化合物的学习，为后续学习元素周期律、非金属元素的性质等知识奠定了基础。
同时，硅在现代科技和工业中的广泛应用，也使学生能够更好地理解化学与生活、生产的密切联系。
2、教材内容本节教材主要包括硅在自然界中的存在形式、硅单质的性质、二氧化硅的性质以及硅酸和硅酸盐的性质等内容。
通过对这些内容的学习，学生可以系统地了解硅及其化合物的性质和用途。
二、学情分析1、知识基础学生在初中阶段已经学习了碳及其化合物的一些知识，对非金属元素的性质有了一定的了解。
同时，在高中化学必修 1 前面的章节中，学生也学习了氧化还原反应、离子反应等知识，为学习硅及其化合物的性质提供了理论基础。
2、学习能力经过一段时间的高中化学学习，学生已经具备了一定的观察能力、实验能力和思维能力，但对于较为抽象的知识，理解和掌握起来可能还存在一定的困难。
3、学习兴趣硅及其化合物在生活中的广泛应用，如计算机芯片、玻璃、陶瓷等，容易引起学生的学习兴趣，但对于其化学性质的探究可能会感到枯燥。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解硅在自然界中的存在形式和用途。
（2）掌握硅单质的物理性质和化学性质。
（3）理解二氧化硅的结构、性质和用途。
（4）了解硅酸和硅酸盐的性质和用途。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究，培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题的能力。
（2）通过对硅及其化合物性质的学习，培养学生的归纳总结能力和逻辑思维能力。
《无机非金属材料的主角——硅》
《无机非金属材料的主角——硅》
硅是一种无机非金属材料，它的性能和用处已经被广泛应用在科学和
工业界。
在硅的理化性能方面，它主要有三大特性：热性能、电性能和机
械性能。
首先，硅在热性能方面表现出不错的效果。
它具有良好的热稳定性，
常温下的热膨胀系数较小，具有高的热稳定性和热电性能，是一种理想的
绝热材料。
其次，硅在电性能方面也表现出良好的效果。
它具有较高的电阻率，
但是具有高介电常数，可以用作电力电容器的绝缘材料，也可以作为绝缘
涂料而使用。
而且，硅也可以用来制造集成电路，如大规模集成电路和微
型电子装置。
最后，硅在机械性能方面也表现出不错的结果。
它具有良好的抗冲击
性和耐磨性，可以作为金属表面耐磨材料使用，也可以用作构件材料。
而且，硅具有较高的硬度，可以用于制造器件或表面处理，以提高其耐磨性。
总之，硅在热性能、电性能和机械性能方面具有出色的表现，使它成
为无机非金属材料中的主角。
它的性能和用处得到了广泛的应用，如热绝
缘材料、电阻材料、介电涂料、集成电路材料、构件材料和耐磨材料。
正
是由于这些特点，让硅在电子工业、航空航天、特种材料和生物医学等领
域得到了广泛的应用。
《无机非金属材料的主角——硅》的教学与反思
《无机非金属材料的主角——硅》的教学与反思无机非金属材料是工程材料中的重要组成部分，其中硅作为无机非金属材料中的主角，其在现代工业和科技领域中发挥着重要作用。
本文将从硅的基本特性、应用领域和未来发展趋势等方面展开教学与反思。
一、硅的基本特性硅是一种化学元素，其化学符号为Si，原子序数为14。
在自然界中，硅以二氧化硅的形式存在于石英石、石英砂等矿石中，是地壳中丰富的元素之一。
硅的晶体结构稳定，具有优良的物理性能，具有高的硬度、良好的化学稳定性等特点，这使得硅在工程材料中具有广泛的应用前景。
硅的晶体结构具有多种形式，其中多晶硅是最常见的形式之一。
多晶硅具有较高的导电性能，因此在半导体行业中应用广泛。
硅还可以通过化学方法合成无机非金属材料，如氧化硅、硅酸盐等，这些化合物在建筑材料、玻璃制造等方面有着重要的应用价值。
二、硅的应用领域硅作为无机非金属材料的主角，在现代工业和科技领域中发挥着重要作用。
硅材料在电子行业中有着广泛的应用。
作为半导体材料，硅在集成电路、太阳能电池、光电子器件等领域发挥着关键作用。
硅在建筑材料领域也有着重要的地位，硅酸盐水泥、硅胶等材料在建筑工程中发挥着防水、绝缘、耐腐蚀等作用。
硅材料还广泛用于玻璃制造、陶瓷生产、化工工艺等领域。
在当今社会中，随着科技的不断发展，硅材料的应用领域也在不断扩展。
硅在微电子器件、生物医学材料、光学器件等领域都有着广泛的应用前景。
对硅材料的深入理解和研究对于推动科技创新和工程技术的发展具有重要意义。
三、硅材料的未来发展趋势在未来，硅材料的发展将会呈现出以下几个趋势。
硅材料的制备工艺将会更加精细化和高效化。
随着科学技术的发展，制备工艺的不断改进将会使得硅材料的品质得到进一步提高，从而满足不同领域的需求。
硅材料的应用范围将会不断扩大。
随着新兴科技的不断涌现，硅材料在电子、光电子、新能源等领域的应用前景将会更加广阔。
人们对硅材料的环保性能和可持续利用性能的要求也会越来越高，这将促使硅材料的制备和应用向着绿色环保的方向发展。
无机非金属材料的主角----硅
学生实验 化学的创造性 碳化硅陶瓷 硅橡胶
硅钢
课后查询：请你课后到图书馆或者上网查询 聚矽亚胺 有关硅的应用方面以及我国在硅领域方面的发 展与潜力方面的资料，补充你的小资料库。
谢谢同学们！
想一想
这些漂亮玻璃杯 图案是怎么雕刻 上去的呢？
育才中学孔德学区 牛巍
比一比
谁的耐火性更好
浸水玻璃的布条
浸蒸馏水的布条
现象:
很快被点燃
不燃烧
结论:硅酸钠溶液有阻燃性，可作耐火材料
干燥剂
硅胶干燥剂是一种高微 孔结构的高活性吸附剂， 通常用硅酸凝胶(H2SiO3) 经老化脱水等一系列后 处理过程而制得。化学 性质稳定，除强碱、氢 如何制备硅酸？ 氟酸外不和任何物质发 生反应。具强烈的吸湿 性能。广泛用于仪器仪 表、设备机械、皮革箱 包、食品药品等的贮存 和运输中的防潮、防霉 和锈蚀。
2005年3月28日，邓中翰接受 国家主席胡锦涛为他颁发的共 和国最高奖励 ――国家科技进 步一等奖。 “中国芯”的诞生 彻底改写了蓬勃发展的中国IT 业无“芯”的历史。
2010年中国“天河 一号”震惊世界 成 全球最快计算机
价值5000元的芯片
金点 沙 成
价值5元的沙子
二氧化硅（silicon dioxide）
无机非金属材料的主角——硅
化硅不溶于水也不与水反应，所以B项错误。
答案：B
课后小练
[例 1] 下列叙述正确的是 ( ) A．CO2 和 SiO2 都是酸性氧化物，所以两者物理性质 相似 高温 B．因为 CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑，所以硅 酸的酸性比碳酸强 C．CO2 和 SiO2 都能与碳反应，且都作氧化剂 D．SiO2 晶体熔、沸点高，硬度大，故可用于制做光导 纤维
(4)实验室中使用的石英坩埚。
二氧化硅和二氧化碳的性质比较 二氧化碳 CO2 状 态 熔沸点 硬度 水溶性 气 态 熔沸很低 能溶于水 二氧化硅 SiO2 固 态 熔点高，硬度大 不溶于水
不能反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 高温 SiO2＋ CaO =CaSiO3
化 与水反应 CO2 + H2O = H2CO3 学 与碱反应 CO +2NaOH=Na CO +H O 2 2 3 2 性 与碱性氧化物 CO2+Na2O=Na2CO3 质 反应 与 酸
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
实验室盛装NaOH溶液的试剂 瓶用橡胶塞而不用玻璃塞
NaOH溶液能与玻璃中的
SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶 塞部分粘结而无法打开。因 此盛装NaOH溶液的试剂瓶不 能用玻璃塞而要用橡胶塞。
二氧化硅
2、特殊性
化学性质很不活泼，氢氟酸 （ HF）是唯一可以与之反应的酸。
H2CO3与H2SiO3性质的比较
H2CO3 酸性 水溶性 能溶于水 H2SiO3 难溶于水 受热易分解生成 SiO2和H2O H2CO3 Na2SiO3＋2HCl===
均为弱酸，且酸性：H2CO3>H2SiO3
无机非金属材料的主角----硅
无机非金属材料的主角—硅一、教材分析：《无机非金属材料的主角-硅》是人教版高中化学必修一第四章第一节的内容。
作为非金属元素知识的开端，是在第三章《金属及其化合物》内容的基础上，继续进行关于元素化合物知识的学习和研究方法的训练，通过本节的学习为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期律的形成积累感性材料。
二、学情分析：我担任的是我校高一（4）班化学课，这些孩子基础薄弱，但学习积极性高。
他们在初中已经学习过二氧化碳的有关知识。
同时在《金属及其化合物》的学习后，对于元素化合物知识的学习积累了一定的方法。
但是学生还没有形成完整的元素化合物学习的化学思想，不太会运用对比的思想学习二氧化硅的化学性质。
所以在教学过程中应做好前期铺垫；在课中引导学生采用对比的学习方法形成一条完整、清晰的主线，建构元素化合物的知识体系。
三、教学目标：1、知识与技能：(1)能说出二氧化硅和硅酸的物理性质；认识二氧化硅的主要化学性质。
(2)认识硅酸的制备原理。
(3)了解二氧化硅和硅酸等在生产、生活、信息技术、材料科学等领域的应用。
2、过程与方法：(1)通过对二氧化硅和硅酸性质的研究，学习利用实验和事实研究物质性质的方法。
(2)通过硅与碳的比较学习，进一步体验“比较”和“分析”的科学方法。
3、情感态度与价值观：(1)认识二氧化硅和硅酸在生产生活中的应用，体会化学的实用性和创造性。
(2)关注与化学有关的社会热点问题，激发学习化学的热情。
四、教学重点和难点：教学重点：二氧化硅和硅酸的主要性质；二氧化硅和硅酸在生产生活中的应用教学难点：二氧化硅的化学性质五、教学方法：本节课注重从用途入手学习重要的性质，使学生在主动参与、主动探究中学习知识。
本节课抓住重点化学性质而不是面面俱到，这样，节省了时间，有利于学生掌握更多的知识，有利于扩大知识面，最终实现化学核心素养。
具体做法如下：（1）从用途入手，紧密联系生产和生活实际，创设丰富多样的正式问题情境；发挥核心概念，掌握二氧化硅的化学性质。
4-1《无机非金属材料的主角—硅》
知识点一二氧化硅和硅酸1.硅在自然界中的存在(1)含量硅在地壳中的含量占第二位，仅次于氧。
(2)原子结构特点硅的原子结构示意图为,最外层有4个电子，和碳一样，其原子既不易失去电子也不易得到电子，主要形成四价的化合物。
硅是无机界的主角，碳是有机界的主角。
(3)硅元素的存在硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在，它们占地壳质量的90%以上。
在自然界中，没有游离态的硅，只有化合态的硅。
2.二氧化硅(1)二氧化硅的存在SiO2是硅最重要的化合物，其存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。
石英晶体是结晶的二氧化硅，其中无色透明的晶体叫水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。
沙子中含有小粒的石英晶体。
(2)二氧化硅的结构SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元如图所示：该结构为四面体结构，每个Si周围有4个O，而每个O跟2个Si相结合，所以SiO2是由Si和O按原子个数比为1∶2所组成的具有立体网状结构的晶体，如图所示。
⑶物理性质SiO2的网状结构决定SiO2是不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大。
⑷化学性质①SiO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，在一定条件下能与碱性氧化物和碱反应生成盐。
SiO2是硅酸的酸酐，但不与水反应。
a.可以与强碱如NaOH等反应，方程式为：SiO2+ 2NaOH＝Na2SiO3+ H2O特别提醒盛放NaOH（或其他碱性）溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，要用橡胶塞，因玻璃的主要成分之一是SiO2,会与NaOH在常温下反应生成Na2SiO3，特别是瓶颈的磨砂部分更易与NaOH反应。
②特性与氢氟酸(HF)反应——HF是唯一可以与SiO2发生反应的酸。
SiO2化学性质很不活泼，除氢氟酸外不与其他酸反应，SiO2与HF反应的化学方程式为:SiO2 + 4HF ＝SiF4↑+ 2H2O，故氢氟酸可用于刻蚀玻璃。
特别提醒因为SiO2是玻璃的主要成分之一，所以氢氟酸能腐蚀玻璃，因此，氢氟酸在保存时不能盛放于玻璃瓶里，可以存在于塑料瓶里。
高一化学 无机非金属材料的主角-硅
一、二氧化硅和硅酸
1． 二氧化硅
12% 存在：天然二氧化硅约占地壳质量的_____ ， 结晶形 和 _________ 无定形 两 其存在形式有 _________ 硅石 大类，统称____________ 。
一、二氧化硅和硅酸
1． 二氧化硅 用途
① SiO2是制造光导纤维的主要原料； ② 石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等； ③水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、 工艺品等； ④石英砂常用于制玻璃和建筑材料。
思考与交流
根据二氧化硅的存在和应用，请分析以 下问题：二氧化硅具有哪些物理性质？ 化学稳定性如何？你的根据是什么？二 氧化硅的这些性质是由什么决定的？
一、二氧化硅和硅酸
二氧化硅 化学式的 意义 物理性质 SiO2晶体由Si和O原子 按1:2比例组成,不存在 分子 不溶于水的无色晶体， 熔点高，硬度大 二氧化碳
硅酸与硅胶
固体 白色 硅酸的颜色_________，状态__________， 水 溶 性 不溶于水 _________, 硅 酸 能 形 成 胶体 ____________ 溶液。硅胶多孔，吸附水 干燥剂 ，也可以 分能力强，常用作___________ 用作催化剂的_______________ 载体
硅胶：
胶体（硅酸溶胶） 干燥脱水 浓度较大 硅酸凝胶（胶冻状） 硅酸干胶 （硅胶） 硅酸H2SiO3 聚合
硅酸的酸性
弱于 硅酸酸性 __________ 碳酸酸性，请你 设计实验来证明并写出有关的化学 方程式。
向硅酸钠溶液中通入二氧化碳 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3
CO2+CaO=CaCO3
思考与交流
无机非金属材料的主角--硅
5.二氧化硅的化学性质(稳定）
① 是酸性氧化物 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2 + 2OH- ==SiO32-+ H2O
高温
SiO2+CaO==CaSiO3
②不能与水反应
③在高温下与碳酸盐的反应 高温 SiO2+Na2CO3==CO2 +Na2SiO3 高温 SiO2+CaCO3===CO2 +CaSiO3
硅 芯 片
晶体硅的导电性介于导体和绝 缘体之间,是良好的半导体材料, 硅是信息技术的关键材料
利用硅的半导体 性能，制成光电 池 ，将光能转化 为电能。 硅太阳能电池
大规模集成电路
太阳能电池
电脑的中央处理器（CPU） 硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔 记本一样大小了。
硅的分布与存在
• 分布：自然界中分布广泛，在地 壳中居第二位，仅次于氧。是构 成矿物和岩石的基本元素。 • 存在：没有游离态，只有化合态
一.二氧化硅(SiO2)
硅矿 山
硅石
二氧化硅广泛存 在于自然界中，与其 他矿物共同构成了岩 石。是一种坚硬难熔 的固体。
1.二氧化硅的存在
二 氧 化 硅 的 存 在 结晶形（石英晶体）
2.结构材料——高温结构陶瓷： 氧化铝陶瓷(人造刚玉)：
氧化铝陶瓷制品
氧化铝透 明陶瓷管
高压钠灯的灯管就是用 氧化铝陶 瓷 制作的。高压钠灯是发光效率很 高的一种电光源，光色金白，在它 的灯光下看物清晰，不刺眼。平均 寿命长达 1万小时～2万小时，比高
压汞灯寿命长2倍，是白炽灯寿命的 10倍，是目前寿命最长的灯。
④不与酸反应（除氢氟酸以外） SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O 玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么关系？
《无机非金属材料的主角——硅》讲解
教案H2SiO3△H2O +SiO2教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动［引入］我们生成的地球，它坚硬的地壳是由什么构成的？岩石，构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。
［问］一提到硅，同学们又能想到什么呢？硅谷：美国新兴的高技术产业开发区,电子技术研究中心,计算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端.半导体：单晶硅是半导体器材的核心材料,硅半导体是集成电路的主要材料,估计在21世纪,硅仍然会占半导体材料的95%以上.沙子、石英、水晶：主要成分是硅的氧化物光导纤维:从石英玻璃熔融体中,拉出直径为100微米的细丝.再把千百根光导纤维组合并增强处理,就制成成光缆,其优点:质轻,体积小,输送距离长,保密性好,成本低.［导入］从古至今，在无机非金属材料中，硅一直都在扮演着主要的角色。
今天，就让我们一同来研究一下硅的氧化物------二氧化硅及硅酸和硅酸盐的性质。
［板书］第四章第一节无机非金属材料的主角------硅(一)［讲］硅在地壳中含量丰富，仅次于氧，排在第二位，约占26.3%。
［投影］元素周期表［讲］位于周期表中的第四长列上的是碳族，这一族可谓是豪门望族。
其中具有代表性的是其中的两位兄长。
碳，形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物，“统治了有机界”。
其构成的煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石。
而它的弟弟------硅，地壳质量的约90%，构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤，“统治了地壳”，而当今硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异。
［思考与交流］画出C、Si的原子结构简图，并由此分析：硅的化学性质活不活泼，为什么？硅的化合价主要是多少？［讲］Si原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以,硅的配以多媒体图片从感性上让学生接触要学习的内容，激起学生学习的兴趣。
［板书］(3) 物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明［思考］为什么SiO2与CO2的性质上有着这么大的差别呢？［讲］主要取决于结构的不同。
《无机非金属材料的主角——硅》ppt课件
特别提醒
由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为 了简化对硅酸盐组成的表示方法，采用了氧 化物法，实际上硅酸盐不是以简单氧化物形 式存在的，而是以种种结构复杂的盐的形式 存在的。
例4 用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中 正确的是( )
A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]，表示为 Al2O3·CaO·3SiO2·3H2O
3. 硅酸的存在及用途 (1)浓度小时：形成硅酸溶胶； (2)浓度大时：形成 硅酸凝胶。 (3)硅胶
硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶称 为“ 硅胶”，具有强的 吸水性，常用作干燥剂或 催化剂的载体。
三、硅酸盐 1. 概念：硅酸盐是由硅、氧和金属 元素组成的化合物的总称。 2. 硅酸盐的性质
硅酸盐是一类结构复杂的固态物质， 大多不溶于水，化学性质很 。稳定
二、硅酸 1
．硅酸的性质
(1)弱酸性
向Na2SiO3溶液中通入CO2，反应的
化学方程式为Na2SiO3＋CO2＋
H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。
弱
结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性 。
(2)不稳定性
2. 硅酸的制备
可溶的硅酸盐与较强的酸反应可制得硅酸， Na2SiO3与盐酸反应的化学方程式为Na2SiO3＋ 2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。
C．钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为 K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2 D．石棉[CaMg3Si4O12]，表示为 CaO·3MgO·4SiO2
【答案】 D
变式训练
4．钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土 [Al2Si2O5(OH)4]时反应的离子方程式为：
2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O===2K＋＋ 2HCO3－＋4H2SiO3＋Al2Si2O5(OH)4
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第一节 无机非金属材料的主角－硅
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画出碳和硅的原子结构示意图
结论：硅与碳结构相似，在反应中，硅既不 容易失去电子，也不容易得到电子，主要 形成四价的共价化合物。 硅在自然界中主要以二氧化硅及硅酸盐的形 式存在，最常见的沙子中，就含有硅的氧 化物。
一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅
硅酸凝胶经干燥脱水后 得到多孔的硅酸干凝胶，称 为“硅胶”。
硅胶用途：
用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂
（3）二氧化硅的物理性质：
固态，熔点高， 硬度大， 不溶于水 （4）二氧化硅的化学性质：
① 酸性氧化物 ②氧化性
用氢氟酸“刻”出的 玻璃工艺品
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（3）二氧化硅的物理性质：
固态，熔点高， 硬度大， 不溶于水 （4）二氧化硅的化学性质： ① 酸性氧化物 ② 氧化性 ③ 与氢氟酸反应
SiO2与CO2化学性质的比较
2.硅酸(H2SiO3)
实验4-1：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 逐滴加入盐酸，边加边振荡，至溶液红色 变浅并接近消失时停止。静置，观察现象。
现象 滴入酚酞溶液呈红色 滴入盐酸有硅酸凝胶产生 Na2SiO3呈碱性 硅酸难溶于水
结论
方程式
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3↓ +2NaCl
硅石 结晶形（石英）
无色透明 水晶
无定形
彩色环带或层状 玛瑙
一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅
（1）存在：结晶型和无定型
（2）应用：光导纤维、光学仪器、 电子仪器、工艺品（水晶、玛 瑙）、石英玻璃、玻璃原料和建 筑材料
二氧化硅的用途：
光导纤维制成的工艺品
Hale Waihona Puke （3）二氧化硅的物理性质： 固态，熔点高， 硬度大， 不溶于水 （4）二氧化硅的化学性质：
二氧化硅(SiO2) 二氧化碳(CO2) CO2+H2O= ----------H2CO3 SiO2+4HF= 与酸反应 ----------SiF4 ↑ +2H2O SiO2+2NaOH= CO2+2NaOH= 与碱反应 Na2SiO3+H2O Na2CO3+H2O SiO2+ Na2O CO2+Na2O= 与碱性氧化物 高温 反应 ==Na2SiO3 Na2CO3 SiO2+2C 高温 与碳反应 高温 ==Si+2CO ↑ C+CO2==2CO 物 质 与水反应