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1、 瓷器玛瑙水晶光导纤维芯片第四章 非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料的无机非金属材料的主角主角硅硅硅元素(silicon)在地壳中的含量氧48.6%硅26.3%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.16% 其他1.20%硅26.3%硅的分布n分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳 中大部分的岩石、沙子和土壤、约 占地壳总量的90%以上。n n存在：没有游离态，只有化合态存在：没有游离态，只有化合态硅元素的存在为什么以游 离态的形式 存在呢？Si硅与碳最外层电子数相同，都是4。
2、 思考2：碳、硅原子主要显几价？正四价（正四价（+4+4价）价）思考1：硅原子最外层电子数是多少？ 我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与 它相同？+142 8 4+62 4C（一）二氧化硅(SiO2)二氧化硅广泛存二氧化硅广泛存 在于自然界中，与其在于自然界中，与其 他矿物共同构成了岩他矿物共同构成了岩 石。是一种坚硬难熔石。是一种坚硬难熔 的固体。的固体。 硅石硅矿 山二氧化硅和硅酸(silicon dioxide)(silicon dioxide)（1）二氧化硅(SiO2) 的存在形态硅石(天然)结晶形无定形水晶晶体二氧化硅晶体二氧化硅玛 瑙玛瑙无定形二氧化硅无定形二氧化硅硅藻土 硅藻土 中
3、国硅藻土资源丰富。全国中国硅藻土资源丰富。全国1010个省个省( (区区) ) 有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有354354 处，总保有储量矿石处，总保有储量矿石3.853.85亿吨。亿吨。 仅次于美国，居世界第仅次于美国，居世界第2 2位。在地区分布位。在地区分布 上，以吉林最多，占全国储量的上，以吉林最多，占全国储量的54.8%54.8%， 云南、福建、河北等地次之。矿床类型云南、福建、河北等地次之。矿床类型 主要为火山物源沉积型矿床主要为火山物源沉积型矿床( (吉林长白、吉林长白、 山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等) )和和 陆
4、源沉积型陆源沉积型( (云南寻甸、四川米易硅藻云南寻甸、四川米易硅藻 土矿等土矿等) )矿床。矿床。Si O金刚石的结构示意图SiOSiO2是正四面体的空间网状结构， 因此性质很稳定 熔沸点比较高，熔沸点比较高， 不溶于水，不溶于水， 硬度比较大。硬度比较大。1.1.物理性质：物理性质：（2）二氧化硅的性质实验室盛装实验室盛装NaOHNaOH溶液溶液 的试剂瓶用橡皮塞而不的试剂瓶用橡皮塞而不 用玻璃塞，你知道为什用玻璃塞，你知道为什 么吗？么吗？防止玻璃中的防止玻璃中的SiOSiO2 2与与NaOHNaOH 溶液反应生成粘稠的溶液反应生成粘稠的NaNa2 2SiOSiO3 3， 使瓶塞和瓶口粘
5、在一起。使瓶塞和瓶口粘在一起。2.化学性质不能与水反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO=CaSiO3 高温 酸性氧化物SiO2 + 2OH- =SiO3 2-+ H2O在高温下的反应在高温下的反应SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3=CO=CO2 2 +Na +Na2 2SiOSiO3 3高温高温SiOSiO2 2+CaCO+CaCO3 3=CO=CO2 2 +CaSiO +CaSiO3 3高温高温SiOSiO2 2+2C=2CO +2C=2CO + +SiSi高温高温工业制粗硅与氢氟酸反应SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4 +
6、2H + 2H2 2OO这些精美的花 纹是怎么刻上 去的呢？SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O不与酸反应（除氢氟酸以外）不与酸反应（除氢氟酸以外）玻璃花雕刻工艺和我们化学结下深厚玻璃花雕刻工艺和我们化学结下深厚 的合作关系。的合作关系。二氧化硅 SiO2 二氧化碳(CO2) 物理性质与水反应与碱反应与碱性氧 化物反应 与酸反应熔沸点高、硬度大 熔沸点低、硬度小 不反应 SiO2+4HF=SiF4+2H2O 不反应 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ H2O CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+NaOH=NaHCO3 SiO2+CaO= Ca SiO3 高温CO2+
7、Na2O= Na2CO3 （3）、二氧化硅的用途 由于SiO2具有优良的物理化学性能加 上SiO2在自然界的广泛存在，因此从 古到今都被人类广泛地应用。光学纤维胃镜石 英 制 品水晶石英、玛瑙二氧化硅用来制光导纤维 光导纤维就是比头发丝还细的、能传导 光信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料 就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯 、传感、测量等，光纤通讯的优点就是 通信容量大，一对光纤上可同时传送3万 门电话。 硅胶多孔，吸附水份能力 强，常用作实验室和袋装食品 ，瓶装药品等的干燥剂，也可 以用作催化剂的载体。用途：（二）硅酸（二）硅酸(H(H2 2SiOSiO3 3) )硅酸凝胶经干燥脱水就形 成干
8、胶，称为“硅胶”。酸性较弱，比碳酸的酸性还弱。酸性较弱，比碳酸的酸性还弱。干燥硅胶湿硅胶探究实验:向饱和Na2SiO3溶液中,滴 入酚酞,再滴入盐酸。现象结论方程式滴入酚酞溶液呈红色，滴入 盐酸有有白色胶状沉淀产生 Na2SiO3呈碱性， 硅酸难溶于水.Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3H2SiO3=H2O+SiO2加热1、下列各组物质有关性质关系 的比较，正确的是（ ）A.溶解性：CO2 H2CO3C.熔点：SiO2 CO2（干冰） D.硬度： SiO2 CO2Ce- 2、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C3、要除去SiO2中的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
