无机非金属材料的主角硅课件

《规范》及指导原则适用于食品药品 监管部 门对第 三类医 疗器械 批发/零 售经营 企业经 营许可 （含变 更和延 续）的 现场核 查，第 二类医 疗器械 批发/零 售经营 企业经 营备案 后的现 场核查 ，以及 医疗器 械经营 企业的 各类监 督检查
问题探究
1、实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮 塞而不用玻璃塞，你知道是为什么吗? 玻璃的成分中含有SiO2，SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O，生成黏性的Na2SiO3，使玻璃塞打不开。
水晶和玛瑙
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光导纤维 主要成分：二氧化硅
光纤通信有哪些优点呢？
硅胶产品
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二、硅酸盐 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在 自然界中分布极广。它们是一大类结构复杂的固态物质， 大多数不溶于水，化学性质很稳定。
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1、写出C、Si的原子结构示意图，分析它们在结构上 有何共同点？
硅酸的酸性与盐酸比较，谁的酸性比较强？ 那与碳酸比较呢？如何通过实验验证你的猜想？
将CO2通入 Na2SiO3溶液中 现象：有白色胶状物质产生。 结论：硅酸的酸性弱于碳酸。
Na2SiO3＋CO2＋H2O==H2SiO3↓＋Na2CO3
酸性强弱比较： HCl>H2CO3>H2SiO3
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（3）二氧化硅的用途
光导纤维
石英坩埚 石英表
建筑材料
石英玻璃
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1．硅酸盐组成的表示方法 （1）盐化学式法，如：硅酸钠Na2SiO3、硅酸钙CaSiO3。 此法用于组成较简单的硅酸盐。 （2）盐氧化物法：对于复杂的硅酸盐，通常用二氧化 硅和金属氧化物的形式来表示其组成。 活泼金属氧化物＋较活泼金属氧化物＋二氧化硅＋水
氧化物之间用“ · ”隔开。
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无机非金属材料的主角——硅
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（4）SiO2的性质
状态（常温）
SiO2 固体
CO2 气体
熔沸点 溶解性
高 不溶
低 溶于水
硬度
大
构成
Si原子和O原子按1:2 组成的立体网状结构 的晶体，无SiO2分子
CO2分子
思考：为什么SiO2和CO2的物理性质相差很大？
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如：Na2SiO3 Al2(Si2O5)(OH)4
Na2O·SiO2 Al2O3·2SiO2·2H2O
Ca(Al2Si3O10)·3H2O CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
2、最简单的硅酸盐：硅酸钠（Na2SiO3) （1）物理性质
硅酸钠是一种无色晶体，熔点高，易溶于水，水溶液
俗称“水玻璃”。
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金刚石的空间结构
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原子结构示意图 +6 2 4 +14 2 8 4
主要化合价
+2 +4
+4
-4
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一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅（ SiO2 ）
（1）二氧化硅的存在
天晶体）
硅
无定形——硅藻土
石
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巍巍昆仑山
气势磅礴的泰山 奇峰峻岭的黄山
广袤无垠的塔克拉玛干沙漠 美丽的长江三角洲
二氧化碳CO2
二氧化硅SiO2
物质分类
均属于酸性氧化物
与碱反应 CO2 ＋2NaOH＝
SiO2 ＋2NaOH＝
Na2CO3+H2O
Na2SiO3+H2O
与水反应 CO2 ＋ H2O＝H2CO3
不反应
与酸反应
不反应
SiO2 + 4HF =
SiF4↑ + 2H2O
与碱性氧
高温
高温
化物反应CO2 + CaO===CaCO3 CaO + SiO2===CaSiO3
硅酸会逐渐聚合而形成胶体溶液——硅酸溶胶，硅酸 溶胶浓度较大时，则形成软而透明、胶冻状的硅酸凝 胶。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶， 称为“硅胶”。硅胶多孔。吸附水分能力强，常用作 实验室和食品、药品的干燥剂，也可用作催化剂的载 体。
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实验4－2
放入蒸馏水
放入Na2SiO3饱和溶液
现象 当水分蒸发后燃烧 当水分蒸发后不易燃烧
结论
用水玻璃浸泡过的物质可防火
（4）用途：用作黏合剂，木材或织物防火剂，肥皂 填料。
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1、信息量大 2、质量轻，不怕腐蚀 3、性能好，抗电磁干扰
4、成本低
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（2）SiO2的结构 SiO2的基本结构单元是____四__面_____体，每个Si周围 结合___4___个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的 四面体又通过顶角的O相连，每个O为两个四面体所共 有，即每个O跟___2___个Si结合。实际上，SiO2晶体是 由Si和O按__1_:_2___的比例所组成的___立__体__网__状____结构 的晶体。
硅在地壳中的含量仅次于 氧 。 自然界中它容易与＿氧＿化合，是一种亲＿氧＿元素。 硅元素的主要存在形式是_二__氧__化__硅__和__硅__酸__盐___。
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（2）化学性质 硅酸钠的水溶液呈碱性，在空气中易吸收CO2变质，
因此要密封保存 。
Na2SiO3＋CO2＋H2O == H2SiO3↓＋Na2CO3
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2、实验室能否用用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)? 不能，会发生反应而腐蚀玻璃。 SiO2 + 4HF == SiF4↑ + 2H2O。应用塑料瓶。
3、一般玻璃是光滑透明的，但是也常见到一些玻璃制 品，画有许多美丽的图案，这些图案是怎么绘上去的？
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硅酸的颜色___白__色____，状态__固__体_____，水溶性 ___不__溶____，硅酸能形成___胶__体____溶液。
2、硅酸（H2SiO3） （1） 制取 （较强酸制较弱酸） ①将硅酸钠加水溶解，滴加几滴酚酞
溶液变为红色
②向硅酸钠中滴加盐酸 溶液由红色变无色，产生白色胶状物质
③再滴加NaOH溶液
沉淀溶解
a、Na2SiO3溶液呈碱性；b、硅酸钠与盐酸反应 生成白色胶状沉淀硅酸，硅酸是一种弱酸。
Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓ H2SiO3＋2NaOH == Na2SiO3＋2H2O
3．传统的三大硅酸盐产品——陶瓷、玻璃、水泥 （1）水泥 以黏土和石灰石为主要原料，石膏（调节水泥硬化 速度）。
主要设备：水泥回转窑。 反应条件：高温。
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