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1、高中化学必修一第四章硅教案一、硅( silicon) 单质1、存在形态:有晶体硅和无定形硅两种同素异形体2、晶体结构：正四面体形3、物理性质:灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介于导体和绝缘体之间,是好的半导体材料。4、化学性质(1） 常温下的反应：非金属单质：Si+2F2=SiF4 酸： Si+4HF=SiF4+2H2 碱： Si+2NaOH +H2O = Na2SiO3+2H2(2) 高温下的反应:Si+O2SiO2 Si+2Cl2 SiCl45、硅的制备（1) 工业上制粗硅 SiO2 + 2C Si+2CO 石英砂 焦炭 电炉中 粗硅（2） 由粗硅制纯硅 Si+2Cl
2、2 SiCl4 SiCl4+2H2Si+4HCl 思考常温下，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，说明了什么?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,形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固,硅氧键一旦形成就很难被破坏,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。二、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（SiO2 ）(1） 存在SiO2 是硅的重要化合物.地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%,其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。(2) 用途 结晶型：石英 玛瑙 水晶。无定形:
3、硅藻土、制光导纤维、石英玻璃制化学仪器、石英表、石英钟、水晶制光学仪器和工艺品、玛瑙制精密轴承和装饰品(3) 物理性质:熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO2 晶体无色透明思考为什么SiO2与CO2的性质上有着这么大的差别呢？讲主要取决于结构的不同。CO2是C与O通过化学键所连接的分子结构,而SiO2 是Si-O四面体结构 （4) 结构：空间网状结构(5) 化学性质：稳定，不活泼 具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应）与强碱反应 ：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 与碱性氧化物反应：SiO2+CaOCaSiO3 讲SiO2除了具有酸性氧化物的通用性之外，还具有特性。
4、比如酸性氧化物一般不与酸反应,而SiO2却能与HF反应，这也是工业上雕刻玻璃的反应原理 与HF的反应:SiO2+4HF=SiF4 +2H2O 讲除此之外，SiO2在制水泥、玻璃、纯硅时,还有一些特殊反应 弱氧化性:SiO2+2CSi +2CO （工业上制粗硅） 与某些盐反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2 (工业上制玻璃的主要反应）思考与交流1、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.2、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？NaOH溶液能与玻璃中的SiO2 反应
5、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。SiO2与CO2化学性质的比较性 质二氧化碳（CO2)二氧化硅（SiO2)与水反应CO2 + H2O = H2CO3不 反 应与碱反应CO2+2NaOH = Na2CO3+H2OCO2+NaOH = NaHCO3SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O与碱性氧化物反应CO2+CaO = CaCO3SiO2+CaO高温CaSiO3与酸反应不 反 应SiO2+4HF = SiF4+2H2O与碳反应CO2+C高温 2COSiO2+2C高温Si+2CO2、 硅酸（H2SiO3)硅酸是一种比碳酸
6、还要弱的弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。A）制备CO2是利用碳酸盐与强酸反应，是强酸制弱酸的原理。H2SiO3也是一种很弱的酸，我们也可以用硅酸盐来制备硅酸.Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 Na2SiO3+H2SO4=Na2SO4+H2SiO3 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3 （酸性 H2SiO3 H2CO3）所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶,硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶.硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强,常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也
7、可以用作催化剂的载体。B） 如果对硅酸加热，其可以分解生成SiO2 H2SiO3 H2O +SiO2 三、硅酸盐 (silicate）1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，性质很稳定。最简单的硅酸盐是硅酸钠.2、硅酸钠(1)物理性质：白色固体,易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱。（2) 化学性质:相对稳定，不能燃烧,不易被腐蚀,热稳定性强3、表示方法：原则：金属氧化物（较活泼-较不活泼 )方法: 找组成元素 写成氧化物的形式 原子个数比不变 检查有无遗漏硅酸钠： Na2OSiO2石棉：3MgOCaO4SiO2长石：K2OAl2O36SiO2普通玻璃：CaONa2O6SiO2黏土：Al2O32SiO22H2O4 传统硅酸盐材料,具有特殊功能的含硅物质，简要了解。水泥 黏土 石灰石 水泥回转窖玻璃 纯碱 石灰石 石英 玻璃窑陶瓷 黏土
