高一化学-硅及其化合物

生产设备：水泥回转窑 主要成分：3CaO·SiO2
2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3
具有特殊功能的含硅物质
1、碳化硅（SiC俗称金刚砂），具有金 刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂 轮的磨料。
2、硅 钢
（铁合金）
导磁性良 好，用作 变压器铁 芯
3、硅橡胶
4、分子筛
新型无机非金属材料：
新型陶瓷
2、硅酸盐组成表示பைடு நூலகம்
活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O
硅酸钠（Na2SiO3)
Na2O ·SiO2
镁橄榄石（Mg2SiO4） 2MgO ·SiO2
钙沸石Ca(Al2Si3O10) ·3H2O
CaO ·Al2O3 ·3SiO2·3H2O
K(Al3Si3O10)(OH)2 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
2、结构
立体网状结 构决定了 SiO2具有优 良的物理和 化学性质
[SiO4]四面体结构
每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角。 同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。
二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用SiO2来表示 二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化学式。
四、硅酸盐
是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
结构复杂，一般不溶于水，化学性质很 稳定。
硅酸钠（Na2SiO3), 其水溶液俗称水 玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原 料。
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 用水玻璃浸泡过的木材或织物制可备防火木材防 火剂的原料
硅酸钠
＋H2O
（有粘性，其溶液俗称水玻璃）
（2）与碱性氧化物反应生成盐
高温
SiO2＋ CaO
CaSiO3
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。
实验探究
实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞， 再滴入稀盐酸
现象
①滴入酚酞溶液呈红色 ②滴入盐酸有凝胶产生
结论 方程式
① Na2SiO3溶液呈碱性 ②硅酸难溶于水
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 （胶体） +2NaCl
➢生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶（能流动），
当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不能流 动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶。
熔点高，硬度大
水溶性
能溶于水
不溶于水
化 与水反应
CO2 + H2O = H2CO3
不能反应
学 与碱反应 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
性
高温
质
与碱性氧化物
反应
CO2+Na2O=Na2CO3
SiO2＋ CaO =CaSiO3
与酸
用途
——
能与氢氟酸反应
高温结构陶瓷、压电陶瓷 透明陶瓷、超导陶瓷等
图4-10生物陶瓷制成 的人造骨
硅酸盐
无机非金 属材料
传统无机非 金属材料
新型无机非 金属材料
陶瓷
玻璃
水泥
高温结构陶瓷 压电陶瓷 透明陶瓷 超导陶瓷
作业
• 完成课后练习题 • 完成学案练习及巩固提高
知识回顾 Knowledge Review
祝您成功！
物理性质:__硬___度__大__、__熔__点__高__、__难__溶__于__水____ 化学稳定性:____通__常__条__件__下__，__很___稳__定____
3、二氧化硅的化学性质（通常很不活泼）
1、具有酸性氧化物的通性
（1）与强碱反应生成盐和水
SiO2
＋
2NaOH
=
Na2SiO3
阅3、读硅教酸材盐78产-7品9 陶瓷 玻璃 水泥
传统无机非金属材料 硅酸盐产品
陶瓷 水泥 玻璃
陶瓷
生产原料：黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O ） 生产设备：陶瓷窑 生产过程：混合-成型-干燥-烧结-冷却 主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、
绝缘、易成型
玻璃
生产原料：纯碱、石灰石、石英 （Na2CO3、CaCO3、SiO2）
是良好的半导体材料,硅是信息技术的关 键材料.
硅太阳能电池
电脑的中央处理器（CPU）
纯硅的制备
课本P81 9T
二、 二氧化硅（ SiO2 ）
水晶
1、存在:
结晶形（石英晶体） 水晶 无色透明 玛瑙 彩色环带或层状
硅石
无定形——硅藻土
玛瑙
SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。结 晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。
2、 特性 与氢氟酸HF反应
SiO2 ＋ 4HF = SiF4↑＋2H2O
此反应常用于雕刻玻璃
思考:实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？
HF能腐蚀玻璃.因此，盛装氢氟酸不能用玻 璃试剂瓶而要用塑料瓶。
二氧化硅和二氧化碳的性质比较
状态
二氧化碳 CO2 气态
二氧化硅 SiO2 固态
熔沸点 硬度
熔沸很低
➢硅胶的用途：
干燥剂（吸水），
吸附剂（多孔），
催化剂的载体。
向Na2SiO3溶液中通如CO2也可生成H2SiO3
Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3↓ SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3↓
用H2CO3可制得H2SiO3 ，可证明H2SiO3 的酸性比H2CO3弱。
硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电 子，所以硅的化学性质不活泼,主要形成四价化合物．
一、硅单质
硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
1、灰黑色，有金属光泽，硬而 脆的固体
2、熔点高、硬度大
硅的化学性质不活泼， 常温下，与氢氟酸、氟气、强碱 反应。 加热情况下，也能跟一些非金属 (Cl2 O2)反应。
生产设备：玻璃窑 反应原理：SiO2 + Na2CO3 高温 Na2SiO3 + CO2↑
SiO2 + CaCO3 高温 CaSiO3 + CO2↑
主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
玻璃
有色玻璃
加入了不同的金属氧化物
钢化玻璃
普通玻璃加热接近熔化 再急速冷却
水泥
生产原料：石灰石、黏土 （CaCO3、 Al2O3·2SiO2·2H2O ）
人工降雨，灭火,饮料等 P75, 图4－5
4、SiO2的用途
无用 开光 刀导 手纤 术维
做
现代通信用光缆
光 学 纤 维 胃 镜
光导纤维 光导纤维手术头灯
三、硅酸(H2SiO3 )
硅酸是一种白色粉末状的固体，它 不溶于水；是一种弱酸，酸性比碳 酸还弱，不能使指示剂变色。
思考
二氧化硅难溶于水，又不 与水反应，那么，如何制得硅 酸呢？
Si-26.30%
第一节无机非金属材料的主角——硅
图 4-1 硅的广泛存在
硅的存在与分布
存在：硅是亲氧元素，没有游离态，只有化合态（以 氧化物和硅酸盐的形式存在） 分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本 元素。
从原子结构认识硅
碳是构成有机物
C
的主要元素
硅是构成岩石和许
Si
多矿物的主要元素
1、与氟气反应：
Si+2F2==SiF4 2、与氢氟酸反应：
Si+4HF==SiF4↑+2H2 ↑
3、与强碱溶液反应：
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2 ↑ 4、与氯气反应：
Si+2Cl2=△=SiCl4 5、与氧气反应
Si+O2高=温=SiO2
晶5.体用硅途的导电性介于导体和半导体之间,