人教版化学必修1第四章第一节 无机非硅金属材料的主角――硅

第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角 ———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。 从原子角度认识硅原子 既不易失去电子,也不易得到电子,主要形成四价化合物. 主要以氧化物和硅酸盐的形式存在 一.二氧化硅(SiO2) 天然的SiO2约占地壳质量的12% 硅石 结晶形 无定形 石英 水晶 玛瑙 硅藻土 水晶 玛瑙 结构: [SiO4]四面体 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。 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,通常用SiO2来表示二氧化硅的组成. SiO2用途 结构与性质的关系：SiO2的网状结构 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 化学性质：很稳定（化学性质很不活泼） SiO2的化学性质（很不活泼） 2.特性 氢氟酸(HF)是唯一可以与之反应的酸 SiO2 ＋ 4HF = SiF4↑＋ 2H2O *用途：雕刻玻璃 1.酸性氧化物 与碱性氧化物反应生成盐 SiO2＋ CaO == CaSiO3 与强碱反应生成盐和水 SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O 硅酸钠 　 高温 想一想 1. 为什么在实验室中盛放NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ 玻璃中的SiO2 与NaOH 反应生成有粘胶性的硅酸钠 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。 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? 酸性较弱，比碳酸的酸性还弱。硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。 二、硅酸(H2SiO3) 干燥硅胶 湿硅胶 现象 结论 反应式 Ｐ77 实验４－１观察现象并填写下表 滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成 Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成了H2SiO3 Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3(胶体) + 2NaCl 可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应 　 硅酸的制备 思考：若将CO2通入Na2SiO3溶液中有何现象？ H2CO3酸性比H2SiO3强(强酸制弱酸) 二、硅酸盐 1、定义：阅读课本第77页。 硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。 大多不溶于水，化学性质很稳定。 最常见的是Na2SiO3 物性：白色固体，易溶于水， Na2SiO3水溶液 俗称——— 水玻璃 用途：肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂 Na2SiO3的化学性质:实验4-2 放入蒸馏水 放入Na2SiO3饱和溶液 现象 结论 用水玻璃浸过的木材或织物可防火 水分蒸发 水分蒸发后不易燃烧 后燃烧 阅读P77 资料卡片 硅酸盐组成的表示 t 从古到今，人类创造性地生产出了几大类硅酸盐产品———陶瓷、玻璃、水泥等，它们是使用量最大的无机非金属 1、普通玻璃：纯碱、石灰石、石英 2、水泥：黏土、石灰石 3、特殊功能的含硅物质： (1)、碳化硅SiC(俗称金刚砂)，具有金刚石结构，硬度很大，可用作砂纸、砂轮的磨料 (2)、含4%的硅钢，有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯 (3)、人工合成的硅橡胶，目前最好的既耐高温又耐低温的橡胶，用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等 (4)、人工制造的分子筛，用作吸附剂和催化剂等 传统无机非金属材料： 陶瓷、玻璃、水泥 新型无机非金属材料： 新型陶瓷 高温结构陶瓷、压电陶瓷 透明陶瓷、超导陶瓷等 新型无机非金属材料： 新型无机非金属材料的特征： （1）耐高温、强度高； （2）具有电学性质； （3）具有光学性质； （4）具有生物功能； 三、硅单质 结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体, 熔点高,硬度大。 用途 晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料 硅太阳能电池 利用硅的半导体性能，制成光电 ... ...