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1、第四章 非金属及其化合物,材料,资源,环境,化工原料,呈现：考虑知识的应用(切入点),氨 硝酸 硫酸,【课程学习目标】,1.了解Si在自然界中的含量、存在、物理性 质及重要用途；,2.了解SiO2的结构，物理性质和重要用途；,第一节 无机非金属材料的主角-硅,3.掌握SiO2的化学性质；,4.了解硅酸盐的重要用途及组成；,5.了解H2SiO3的用途；,6.掌握Na2SiO2的化学性质；,一、硅元素简介 硅原子结构示意图： 硅元素的化学性质： 3.硅元素的含量和存在形式：,第一节 无机非金属材料的主角硅,不易失也不易得电子， 主要形成+4价的化合物。 亲氧元素,含 量：硅在地壳中含量的仅次于氧
2、存在形式：以氧化物和硅酸盐的形式存在,第一节 无机非金属材料的主角硅,二.硅单质 (1)种类： (2)结构： (3)性质： 物理性质,单质硅有 晶体 和 无定形 两类。,晶体硅的结构与金刚石相似。,第一节 无机非金属材料的主角硅,(3)性质： 化学性质:,在常温下，化学性质不活泼。只与强碱、 氟化氢、氟气反应,Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2 Si+2F2 = SiF4 Si+4HF = SiF4+2H2,加热时，Si可以和O2、 Cl2等反应。,Si是一种亲氟性元素,第一节 无机非金属材料的主角硅,2.硅单质 (4)制备:,由其氧化物制得的，主要分为两个阶段： （课本P8
3、1）,第一节 无机非金属材料的主角硅,2.硅单质 (5)用途:,制集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池，硅的合金可用来制造变压器铁芯等。,硅太阳能电池,硅芯片,二. 二氧化硅（SiO2）,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。,岩石 沙子 土壤,第一节 无机非金属材料的主角硅,1.二氧化硅（SiO2） (1)二氧化硅的存在,具有彩色环状或层状的石英称为玛瑙,玛瑙,水 晶,水 晶 制 品,10928,金刚石的晶体结构示意图,返回,共价键,空间网状结构的原子晶体,最小的结构单元是正四面体结构,10928,约180,Si,O,SiO2是正四面体的空间网状结构
4、,1.二氧化硅（SiO2） (2)二氧化硅的结构,不溶于水 硬度大 熔点高,第一节 无机非金属材料的主角硅,1.二氧化硅（SiO2） (3)物理性质 (4)化学性质,.酸性氧化物,SiO2 2NaOH = Na2SiO3H2O,SiO2 4HF = SiF42H2O,b.特性,c.弱氧化性,用途：雕刻玻璃,Na2CO3 + SiO2= Na2SiO3 + CO2,CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2,高温,高温,d.与某些盐反应,工业制玻璃,1.实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？,防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3
5、，使瓶塞和瓶口粘在一起,学与问：思考与问题,2.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。 SiO24HF = SiF42H2O,此反应常用于雕刻玻璃,3.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?,不正确。因为二氧化硅跟氢氟酸反应产物不是盐和水，所以不属于两性氧化物，但是属于酸性氧化物。,制化学仪器,石英钟,装饰品,第一节 无机非金属材料的主角硅,1.二氧化硅（SiO2） (5)二氧化硅的用途,光导纤维,CO2,SiO2,空气,硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等,熔、沸点低，微溶于水,熔点高，硬度
6、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,与酸反应,SiO2与CO2性质的比较,第一节 无机非金属材料的主角硅,练习,1.下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是( ) ACO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐 BCO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸 CCO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物 DCO2和SiO2都是由相应的分子组成的,2下
7、列关于二氧化硅的说法中正确的是( ) A二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成 B在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围结合4个氧原子 C二氧化硅可用来制作干燥剂 D二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸,练习,1.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 3、下列试剂不能贮存在磨口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,B,B,B,第一节 无机非金属材料的主角硅,4.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（ ） A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO3,D,Thank You!,
