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第一节
无机非金属材料的主角——硅
第四章
非金属及其化合物
1.
了解Si、SiO2、H2SiO3的主要性质。
认识Si、SiO2、H2SiO3的广泛用途，
体会化学的创造性和实用性。
3.
了解硅酸盐的主要性质。
硅在地壳中的含量仅次于
占26.3%
。
自然界中它容易与＿＿化合，是一种亲＿＿元素。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
氧
氧
氧
硅的存在
主要存在形式
主要化合价
原子结构示意图
硅
碳
氧化物
硅酸盐
石灰岩
碳酸盐
碳的氧化物
+4
+2
+4
+14
2
8
4
+6
2
4
碳和硅元素的比较
有结晶形（石英晶体）
无定形——硅藻土
玛瑙
天
然
的
SiO2
硅
石
一、二氧化硅和硅酸
1.
二氧化硅（
SiO2
）
（１）二氧化硅的存在
水晶
（2）二氧化硅的结构
科学视野
石英研钵
光导纤维
（3）二氧化硅的用途
坩埚
根据SiO2的存在和用途,请你分析以下问题:SiO2具有哪些物理性质?化学稳定性如何?
将你的认识写在下面的横线上,并与同学交流。
物理性质:____________________________
化学稳定性:_________
不溶于水
硬度大
熔点高
很稳定
（４）SiO2的化学性质:
①
酸性氧化物
　
SiO2
＋
2NaOH
=
Na2SiO3
＋H2O　　　　　　
实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？（提示：玻璃中含有SiO2）
②
特性
SiO2
＋
4HF
=SiF4↑＋
2H2O
（此反应常用于刻蚀玻璃）
实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？
2.
硅酸（H2SiO3）
滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液由红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生。
a、Na2SiO3溶液呈碱性；b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的白色胶状沉淀硅酸。
(1)
制取
(较强酸制较弱酸)P76实验4——1
Na2SiO3
+
2HCl
=
2NaCl
+
H2SiO3↓
思考:
分析以上制取原理，若将CO2通入
Na2SiO3溶液中有何现象?
(温馨提示:
碳酸的酸性强于硅酸的酸性)
生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用做干燥剂。也可用做催化剂的载体。
（2）用途
二、硅酸盐
结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定
1.
最简单的硅酸盐：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。还可以作为矿物胶。
硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。
P77实验4-2
放入蒸馏水
放入Na2SiO3饱和溶液
现象
结论
当水分蒸发后燃烧
当水分蒸发后不易燃烧
用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火
（制备木材防火剂的原料）
硅酸盐的丰富性和多样性（阅读课本）
科学视野
（1）玻璃：
普通玻璃:以纯碱
、石灰石和石英
为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。
(Na2CO3)
（SiO2）
Na2CO3+SiO2
====
Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑
②主要成分：
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（Na2O?CaO?6SiO2）
2.
硅酸盐工业
①有关反应化学方程式：
高温
高温
（2）水泥
以黏土和石灰石为主要原料
经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，研成细粉就得到水泥。
石膏的作用是调节水泥硬化速度。
（3）传统硅酸盐陶瓷：
传统硅酸盐陶瓷是以粘土为原料，经高温烧结而成。日常生活中常见的陶瓷有日用器皿、建筑饰材、卫生洁具等。
人面鱼纹彩陶盆
（4）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
（具有均匀微孔结构的铝硅酸盐。）
④分子筛
(最好的既耐高温又耐
低温的橡胶)
例如：Na2SiO3
:
Al2(Si2O5)(OH)4
：
Ca(Al2Si3O10)·3H2O
：
3.
硅酸盐组成的表示：
硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示。
CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
（活泼金属氧化物＋较活泼金属氧化物＋二氧化硅＋水）
Na2O·SiO2
Al2O3·2SiO2·2H2O
【课堂练习】
把下列式子改写成氧化物的形式：
蛇纹石：H4Mg3Si2O9
钙长石：CaAl2SiO6
石棉：CaMg3SiO6
长石：KAlSi3O8
普通玻璃：CaNa2Si6O14
Na2O·CaO·6SiO2
K2O·Al2O3·6SiO2
CaO·3MgO·SiO2
CaO·Al2O3·SiO2
3MgO·2SiO2·2H2O
三、
硅单质(晶体硅是良好的半导体材料)
1.
硅的存在和状态：
(1)在自然界中硅元素只有化合态，无游离态；
(2)与碳相似，单质硅也有晶体硅和无定形硅。
2.
物理性质：
单质硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，
熔沸点较高。
3.
化学性质：
在常温下,硅化学性质不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,硅不跟其他物质,如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。
SiO2+2C====Si+2CO↑
高温
粗硅提纯：
Si+2Cl2====
SiCl4
高温
SiCl4+2H2====
Si+4HCl
高温
4.
工业制粗硅：
5.
硅的用途
SiF4
SiO2
Na2SiO3
H2SiO3
CaSiO3
Si
地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合
物不具有的性质（
）
　　
A.熔点很高
B.与水反应生成对应的酸
C.可与烧碱反应生成盐
D.坚硬
2.
赏心悦目的花瓶图案是用下列物质的一种对玻璃
进行刻蚀而形成的,这种物质是（
）
　　　　　
A.
盐酸
B.
氢氟酸
C.
烧碱
D.
纯碱
B
B
5.
下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是(
)
A．SiO2
+2C===Si+2CO↑
B．SiO2
+2NaOH===Na2SiO3+H2O
C．SiO2
+4HF===SiF4↑+2H2O
D．SiO2
+CaCO3===CaSiO3+CO2↑
3.
下列试剂不能贮存在磨砂玻璃塞的试剂瓶里的是（
）
A.
HNO3溶液
B.
KOH溶液
C.
盐酸
D.
NaCl溶液
4.
下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（
）　　　　　　　　　　　
A.
CO2→H2CO3
B.
SiO2→Na2SiO3
C.
Na2O→Na2CO3
D.
SiO2→H2SiO3
D
B
B
6．要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂
是
(
)
A.
纯碱溶液
B.
盐酸
C.
硫酸
D.
苛性钠溶液
B
7.
硅酸的工业制法是:将稀释好的硅酸钠和硫酸反应生成水凝胶,经水洗干燥得成品。有关的化学方程式是
。
Na2SiO3
+
H2SO4
=
Na2SO4
+
H2SiO3↓
8．下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是(
)
A.
烧碱溶液
B.
浓硫酸
C.
氢氟酸
D.
碳酸钠溶液
C

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