硅课件

陶瓷 水泥 玻璃
陶瓷 日用器皿、建筑饰材、卫生洁具
成分：复杂，主要是硅酸盐 制造原料：黏土、石英砂
玻璃
1、主要原料：纯碱、石灰石和石英。 2、生产过程： （玻璃熔炉）
高温
CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑
高温
Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑
4、玻璃的主要成分：Na2SiO3 、 CaSiO3 、SiO2
2、SiO2的特殊性：
① 只能与HF反应
SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O
用途：刻蚀玻璃（制作玻璃工艺品）
用氢氟酸“刻”出的玻璃工艺品
2、实验室能否用玻璃瓶盛装氢氟酸（HF）？ 为什么？
实验室用塑料瓶来盛装HF。
(3)弱氧化性：
高温
SiO2 + 2C ＝ Si + 2CO↑
二氧化硅制粗硅
SiO2既可与碱反应,也能与氢氟 酸反应,推断SiO2为两性氧化物, 这种说法是否正确?为什么?
随堂练习：
1、熔融烧碱应选用的器皿是 ( B )
A.石英坩埚
B.生铁坩埚
C.普通玻璃坩埚
D.陶瓷坩埚
2、下列说法正确的是
(B )
A. 硅的化学性质不活泼，在自然界中可以
以游离态存在
B. 二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸
C. 二氧化硅溶于水显酸性
D. 二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
3．要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是 （ B） A．纯碱溶液 B．盐酸 C．硫酸 D．苛性钠溶液
我们生存的地球、她坚硬的地壳是 由什么构成的？
第一节 无机非金属材料的主角——硅
硅的化合物构成了地壳中大部分 的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量 的90%以上。
C、Si 的原子结构示意图。
C
Si
+6
+14
硅原子既不易失去又不易得到电子，主要形成 四价的化合物。
硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相 互化合的。
3、用途： 半导体材料、制合金、制太阳能电池等
硅 单 4、硅的工业制备 质
工业上，用 焦炭在高温下 还原石英砂可 制得粗硅，粗 硅跟氯气反应 经提纯得到 SiCl4后再用 氢气还原制得 纯硅：
高温
SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑ ①
Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4
②
高温
SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl ③
SiO2 ＋ 2OH－= SiO32－ ＋H2O
学中用
1、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚
（ C）
A.石英坩埚
B.普通玻璃坩埚
C.铁坩埚
D.氧化铝坩埚
解释：石英坩埚、玻璃坩埚中均含有SiO2，在加 热的情况下会与NaOH发生反应：SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋H2O，因此应当选用铁坩埚。
4、二氧化硅的化学性质
石英 水晶
紫水晶 茶水晶
黄水晶
蔷薇石英
玛瑙
2、二氧化硅的物理性质
根据SiO2的存在，分析 SiO2有哪些 物理性质？与CO2的物理性质有何区别？ （从水溶性、硬度、熔点考虑）
物质
SiO2
CO2
状态（常温） 固体
熔点
1610℃
沸点
2230℃
溶解性
不溶
硬度
大
气体
-56.6℃ -78.5℃
1：1
1、硅酸的性质 ①弱酸性（酸性比碳酸弱）
H2SiO3+2NaOH=2H2O +Na2SiO3
②不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解
H2SiO3 =∆= H2O + SiO2
第二课时、硅酸盐
1、定义：
硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称
2、物理性质： 硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的 可溶性硅酸盐是Na2SiO3，K2SiO3
放入蒸馏水
放入硅酸钠饱和溶液
现 象 水分蒸发后燃烧 水分蒸干后不燃烧 结 论 水不能防火 硅酸钠能防火
硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什 么现象？为什么？
硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。 因为发生下列反应：
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，
6．制造光导纤维的主要原料是（ B） A．晶体硅 B．二氧化硅 C．石墨 D．硅酸钠
7．下列叙述正确的是（ C） A．自然界存在大量单质硅 B．SiO2 与任何酸都不起反应 C．光导纤维被广泛应用于能量传输和信息传输 D．SiO2 的化学性质活泼，能与很多物质
发生化学反应
8．将过量的CO2分别通入① CaCl2溶液； ② Na2SiO3溶液；③ Ca(OH)2溶液；④ 饱和 Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是 （ B） A．①②③④ B．②④ C．①②③ D．②③
3、表示方法：
（1）化学式法： 适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、
CaSiO3等。
（2）氧化物法：
活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。 方法：1、找组成元素
2、写成氧化物的形式 3、原子个数比不变
硅酸钠：Na2SiO3 硅酸钙：CaSiO3
Na2O·SiO2 CaO·SiO2
硅胶的用途：
干燥剂（吸水），
吸附剂（多孔），
催化剂的载体。
实验探究
硅酸是一种酸性比碳酸弱的酸，那么我们如何 设计一实验来证明呢？
实验：将CO2通入Na2SiO3溶液中 现象：透明的硅酸凝胶生成 方程式： Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓ + Na2CO3
结论： 硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱
不易被腐蚀，热稳定性好。
①与酸反应 Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3↓
②与盐反应
CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3↓+2NaCl （3）、用途
可以用做建筑、纸张的黏合剂和木材、 织物的防腐剂及防火剂
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5)硅酸盐工业
无
机硅 非酸 金盐 属产 材品 料
高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4
Al2O3·2SiO2·2H2O
正长石：KAlSi3O8
K2O·Al2O3·6SiO2
4、硅酸钠（Na2SiO3）
（1）、硅酸钠的物理性质 硅酸钠是白色固体，易溶于水，其水溶液俗
称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体， 黏性很强，可以作黏合剂和木材防火剂。
物理性质:__硬___度__大__、__熔__点__高__、__难__溶__于__水____
3、二氧化硅的用途
纯净的SiO2:是制造光导纤维的主要原料 石英：耐高温化学仪器（坩埚）、石英表、石英钟 水晶：制光学仪器、高级工艺品 玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品 沙子：是基本的建筑材料
4、二氧化硅的化学性质
1、具有酸性氧化物的通性 ① 与强碱反应
SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O
② 与碱性氧化物反应
高温
SiO2 ＋ CaO
CaSiO3
4、二氧化硅的化学性质
思考：
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?
因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应， 生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞 粘连在一起。
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。
三、硅酸(H2SiO3 )
由于SiO2不溶于水，也不与水发生反应， 所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的
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稀盐 酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时
存在：没有游离态，只有化合态——二氧化硅、 硅酸盐。
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
玛瑙
无定形——硅藻土
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。
Si O
SiO2是由Si和O按1:2组成的立体空 间网状结构，没有SiO2 分子存在!
4．下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是（ B ） A．SiO2 +2C=====Si+2CO↑ B． SiO2 +2NaOH=====Na2SiO3+H2O C．SiO2 +4HF=====Si F4↑+2H2O D．SiO2 +CaCO3=====CaSiO3+CO2↑
5．下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是（ C ） A．烧碱溶液 B．浓硫酸 C．氢氟酸 D．碳酸钠溶液
水泥
广泛使用的建筑材料
制造原料：黏土、石灰石、石膏
具有特殊功能的含硅物质
碳化硅（金刚砂）：硬度很大，
可做砂纸、砂轮的磨料
硅钢
导磁性良好，用作变压器铁芯
硅橡胶 目前最好的既耐高温有耐低温的
橡胶，可制作火箭、飞机的零件和绝缘材料
三、硅单质
1、主要物理性质：
硅有晶体硅和无定形硅两种。 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 熔沸点很高、硬度很大（结构类似金刚石）、 是良好的半导体。
导电性介于导体和绝缘体之间。
2、化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼
（1）常温下 只和F2 、HF、强碱反应
Si + 2F2 === SiF4
Si + 4 HF === SiF4 + 2H2
Si + 2NaOH + H2O ===Na2SiO3 + 2H2
（2）加热时能和O2反应
△
Si + O2====SiO2
停止。静置。仔细观察变化过程及其现象。
现象
滴入酚酞溶液呈红色 滴入盐酸有白色凝胶产生
结论
Na2SiO3呈碱性；硅酸难溶于水
化学方程式
Na2SiO3+2HCl
H2SiO3(胶体)+2NaCl
生成的硅酸逐渐聚合形成硅酸溶胶（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。(硅胶的 基本成份是二氧化硅)