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1、地壳中含量最多的元素是 其次是 空气中含量最多的元素是 其次是 人体生理必需的食用盐是 人类活动所产生的影响大气质量的气态物质SO2 CO NO2等属于 类别 非金属和金属一样 与人类的关系十分密切 你知道吗 第四章非金属及其化合物 从沙滩到用户 硅是一种非常重要的无机非金属材料 第一节无机非金属材料的主角 硅 想一想 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 C Si 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 硅的化学性质不活泼 主要形成四价的化合物 碳和硅既相似又不同 碳是构成有机物的主要元素 硅是构成岩石和许多矿物的主要
2、元素 存在形式 二 二氧化硅和硅酸 你知道吗 常温下 单质碳 硅的化学性质都不活泼 为什么碳在自然界中有稳定的单质 金刚石 存在 而硅却没有 单质硅的化学性质虽然稳定 但硅是一种亲氧元素 硅原子和氧原子的结合非常牢固 一旦结合就很难被破坏 所以 自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在 没有游离态的硅 天然的SiO2硅石 1 二氧化硅 SiO2 2 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 SiO2 四面体不仅存在于SiO2晶体中 而且存在于所有硅酸盐矿石中 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
3、组成 表示O与Si的原子个数比 不是分子式是化学式 因此它是具有空间网状结构的晶体 决定了SiO2具有优良的物理和化学性质 思考题6下列说法错误的是 A SiO2是二氧化硅的化学式B 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C SiO4 四面体只存在于二氧化硅晶体中D 沙子里含无定形二氧化硅E 石英就是水晶F SiO2从古到今被人类广泛地应用着 是因为SiO2的立体网状结构和它在自然界的广泛存在 CDE 存在广泛 应用广泛的二氧化硅 用途 制光导纤维 电子工业重要部件 光学仪器 耐高温化学仪器 利用石英晶体制造石英电子表 石英钟等 基本的建筑材料 用作饰物和工艺品等 现
4、代通信光缆 光导纤维 光学纤维胃镜 用光导纤维做无开刀手术 光导纤维手术头灯 思考与交流 P64 物理性质 化学稳定性 硬度大 熔点高 难溶于水 很稳定 3 性质二氧化硅和二氧化碳的比较 物理性质 CO2 SiO2 表示二氧化碳分子及其组成 表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比 气态 固态 很小 很大 可溶于水 不溶于水 很低 很高 SiO2的化学性质 很不活泼 高温 讨论 初中学过的酸性氧化物的通性包括哪些方面 以CO2为例 1 酸性氧化物 SiO2 CaO CaSiO3 与强碱反应生成盐和水 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O硅酸钠 与碱性氧化物反应生成盐 有粘合性 与HF的反应Si
5、O2 4HF SiF4 2H2O 此反应常用于雕刻玻璃 2 特性 难溶于水 不与水反应 不与酸反应 除氢氟酸以外 讨论 某同学根据SiO2既可与碱反应 也能与氢氟酸反应 推断SiO2为两性氧化物 是否正确 二氧化碳 二氧化硅 空气 硅石 石英 水晶 玛瑙 沙子 硅藻土 熔 沸点低 微溶于水 熔点高 硬度大 不溶于水 CO2 H2O H2CO3 不反应 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O CO2 CaO CaCO3 存在 物理性质 不反应 与氢氟酸反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O 化学性质 与水反应 与NaOH反应 与CaO反应 与酸
6、反应 3 弱氧化性 SiO2 2C Si 2CO 想一想 2 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸 1 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 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 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 2 硅酸 H2SiO3 硅酸是一种弱酸 它不溶于水 不能使指示剂变色 是一种白色粉末状的固体 硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶 称为 硅胶 思考 刚才讲到SiO2不能直接和水化合成H2SiO3 那怎样制备H2SiO3呢 实验4 1 向饱
7、和Na2SiO3溶液中滴入酚酞 再滴入稀盐酸 滴入酚酞溶液呈红色 Na2SiO3溶液呈碱性 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 实验探究 滴入盐酸有硅酸凝胶产生 硅酸难溶于水 2 酸性太弱 只能与强碱发生中和反应H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 3 不稳定 比H2CO3稳定 受热易分解SiO2是H2SiO3的酸酐 用H2CO3可制得H2SiO3 可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱 SiO32 H2O CO2 CO32 H2SiO3 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 SiO32 2H H2SiO3 Na2SiO3 2HCl 2NaC
8、l H2SiO3 三 硅酸盐 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 实验4 2 作木材防火剂 作肥皂填料黏胶剂 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 玻璃 原料 纯碱 石灰石 石英设备 玻璃窑条件 高温熔融主要反应 主要成份 硅酸钠 硅酸钙 二氧化硅 玻璃 玻璃 有色玻璃 钢化玻璃 加入了不同的金属氧化物 普通玻璃加热接近熔化再急速冷却 水泥 水泥 原料 黏土 石灰石 石膏设备 水泥回转窑条件 煅烧主要成份 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙等 陶器 瓷器 陶瓷 原料 黏土条件
9、 高温烧结 碳化硅 金刚砂 SiC 硅钢 硅橡胶 分子筛 P78 硅酸盐组成表示 资料卡片 硅酸钠 Na2SiO3 Na2O SiO2 普通玻璃 Na2O CaO 6SiO2 黏土的主要成分 Al2O3 2SiO2 2H2O 1 制造光导纤维的主要原料是 A 晶体硅B 二氧化硅C 石墨D 硅酸钠2 下列各组物质有关性质关系的比较 正确的是 A 稳定性 CO2 SiO2B 酸性 H2SiO3 H2CO3C 熔点 SiO2 CO2 干冰 D 导电能力 Si Cu3 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4 要除去SiO2中的CaO杂质 最适宜的试剂是 A
10、 纯碱溶液B盐酸C硫酸D苛性钠溶液5 加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚 A 石英坩埚B 普通玻璃坩埚C 铁坩埚D 陶瓷坩埚 B C C B C 高纯硅的工业制法 注 SiCl4沸点为57 6 硅的性质 三 硅单质 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 晶体硅的结构类似于金刚石 熔点和沸点都很高 硬度大 导电性介于导体和绝缘体之间 常温下硅单质的化学性质不活泼 物理性质 金刚石 晶体硅的微观结构 硅的化学性质 常温下稳定 不与H2SO4 HNO3 Cl2 O2等强氧化剂反应仅与少数物质反应 硅的化学性质 加热或高温条件下 硅在元素周期表中处于金属与非金属的过度位置 作为良好的半导体材料 硅可用来制造集成电路 晶体管 硅整流器等半导体器件 还可以制成太阳能电池 可制成有良好导磁性 耐酸性的合金 硅的用途 半导体晶体管及芯片的出现 促进了信息技术革命 大规模集成电路 太阳能电池
