1、第四章 非金屬及其化合物第一節 無機非金屬材料主角 硅第一學時長葛市試驗中學 楊俊豪第1頁第1頁 自然界中巖石、沙子、土壤是由什么構成？ 硅氧化物及硅酸鹽構成了地殼中大部分巖石、沙子和土壤、約占地殼總量90%以上。思考;第2頁第2頁學習目的 1、理解硅元素在自然界中存在方式及原子結構；2、理解二氧化硅存在形式及其結構；掌握二氧化硅物理性質、化學性質及用途； 3、理解硅酸制備、弱酸性及用途。 第3頁第3頁【自學指導（一）】自學范圍：閱讀書本74-75頁，至“圖 4-5 SiO2用途”自學要求：一邊看書，一邊完畢 “導學案” “自學檢測（一）”空白知識填空，并記憶相關知識。自學時間： 5分鐘檢測要

2、求：脫離導學案和書本，回答自學檢測（一）知識填空第4頁第4頁一、硅在自然界中存在 1、硅在地殼中含量占第 位，僅次于 ，硅是一個親 元素，在自然界中易與氧互相化合，以 及 形式存在。 2、硅原子結構示意圖 ，最外層有 個電子，和 同樣，其原子既不易 電子又不易 電子，主要形成 價化合物，而碳化學性質很穩定，能以各種碳單質存在于自然界中。碳4二氧氧氧化物硅酸鹽四失去得到第5頁第5頁硅元素(silicon)在地殼中含量氧48.6%硅26.3%鋁7.73%鐵4.75%鈣3.45%鈉2.74%鉀2.47%鎂2.00%氫0.16%其它1.20%硅26.3%第6頁第6頁第7頁第7頁二、二氧化硅： 1、二氧

3、化硅存在形式：俗名： ，天然二氧化硅分為 和 兩大類，結晶形主要存在于 （無色透明六方柱狀晶體） ， （無色透明晶體）， （含有彩色環帶狀或層次）；無定形主要存在于 。 2、二氧化硅結構：二氧化硅晶體是由硅原子和氧原子按 百分比所構成 晶體，我們通慣用“SiO2”表示二氧化硅構成。其基本結構是 結構。3、物理性質：熔沸點 ，硬度 ， 于水。比較高不溶比較大無定形硅石結晶形瑪瑙石英水晶硅藻土1:2四周體立體網狀第8頁第8頁 二氧化硅廣泛存在于自然界中，與其它礦物共同構成了巖石。是一個堅硬難熔固體。 硅石硅礦山二氧化硅(SiO2) SiO2是硅主要化合物。地球上存在天然二氧化硅約占地殼質量12，其

4、存在形態有結晶形和無定形兩大類，通稱硅石。第9頁第9頁二氧化硅存在硅石（天然12%）結晶形：石英無定形水晶瑪瑙石英第10頁第10頁水晶第11頁第11頁瑪瑙第12頁第12頁SiO二氧化硅的晶體結構示意圖二氧化硅結構.SiO2原子晶體第13頁第13頁SiO二氧化硅的晶體結構示意圖SiO2是正四周體空間網狀結構，因此性質很穩定 第14頁第14頁【自學指導（二）】自學范圍：閱讀書本76頁“SiO2及硅酸（H2SiO3）”自學要求：一邊看書，結合視頻資料，完畢 “導學案” “自學檢測（二）”空白知識填空，并記憶相關知識。自學時間： 8分鐘檢測要求：脫離導學案和書本，回答自學檢測（二）知識填空，并能演板書

5、寫SiO2反應方程式及硅酸制備反應方程式。第15頁第15頁第16頁第16頁4、化學性質： 二氧化硅在通常情況下十分穩定，除HF外，不與酸反應： 。 （由于玻璃中含有SiO2，能夠用來雕刻玻璃） 二氧化硅是酸性氧化物，是 酸酐。含有酸性氧化物通性，能與強堿、堿性氧化物反應，但是不與水反應。與強堿NaOH溶液反應： 。與堿性氧化物反應（如在高溫條件下與生石灰反應）： 。與一些鹽反應：（如在高溫下與Na2CO3反應） 。 弱氧化性：（工業制硅辦法：在高溫條件下與C反應生成單質硅和一氧化碳氣體） 。 5、用途： 以SiO2為主要成份沙子仍然是基本建筑材料；電子工業主要部件、光學儀器；是信息調整公路骨架

6、- 主要成份；用石英、瑪瑙制作 。高溫SiO2+2C= Si+2CO SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO=CaSiO3 高溫SiO2+Na2CO3=CO2 +Na2SiO3高溫SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2OSiO2+CaCO3=CO2 +CaSiO3高溫硅酸光導纖維飾品和工藝品第17頁第17頁二氧化硅用來制光導纖維 光導纖維就是比頭發絲還細、能傳導光信號玻璃絲。制造光導纖維材料就是二氧化硅。光導纖維主要用于通訊、傳感、測量等，光纖通訊長處就是通信容量大，一對光纖上可同時傳送3萬門電話。 第18頁第18頁光導纖維光纜第19頁第19頁三、硅酸： 1、制備

7、：SiO2不溶于水，因此硅酸只能通過 與 反應制得。試驗操作試驗現象 結論及方程式向Na2SiO3溶液（俗名水玻璃）中滴入12滴酚酞，再加入稀鹽酸，邊加邊振蕩滴入酚酞溶液呈現 色，逐滴加入稀鹽酸，有透明 產生，溶液紅色逐步 ，最后 。 Na2SiO3溶液顯 ，與稀鹽酸反應生成 。 2、性質： 弱酸性：比碳酸酸性還弱寫出Na2SiO3溶液與二氧化碳反應化學方程式： 。 受熱易分解： （寫出分解化學方程式）。 3、用途：硅膠可作 、催化劑 等。H2SiO3=H2O+SiO2加熱Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3(H2SiO3)堿性紅Na2SiO3+2HCl

8、= H2SiO3 +2NaCl 硅酸是一個白色粉末狀固體，它不溶于水；是一個弱酸，不能使批示劑變色。 可溶性硅酸鹽酸膠狀沉淀變淺消失硅酸干燥劑載體第20頁第20頁 干燥硅膠 濕硅膠硅酸凝膠經干燥脫水后得到多孔硅酸干凝膠，稱為“硅膠” (SiO2） 。 硅膠多孔，吸附水份能力強，慣用作試驗室和袋裝食品，瓶裝藥物等干燥劑，也能夠用作催化劑載體。第21頁第21頁1、學習了非金屬元素硅化合物二氧化硅和硅酸。2、理解了二氧化硅和硅酸主要性質及用途。【課堂小結】第22頁第22頁當堂訓練 2、除去SiO2中少許CaCO3辦法： ；3、熔融燒堿應當用器皿是（ ）A、石英坩堝 B、普通玻璃坩堝 C、生鐵坩堝 D

9、、剛玉（Al2O3）坩堝4、二氧化硅是酸酐原因：（ ）A、它溶于水得相應酸 B、它相應水化物是可溶性強酸C、它與強堿溶液反應只生成鹽和水 D、它是非金屬氧化物加入稀鹽酸過濾CC1、試驗室盛裝NaOH溶液試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道為何嗎？ 預防玻璃中SiO2與NaOH溶液反應生成粘稠Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。第23頁第23頁5、下列事實能證實碳酸酸性比硅酸強是（ ）A、二氧化碳是氣體，二氧化硅是固體 B、硅酸難溶，碳酸可溶 C、高溫下二氧化硅能與Na2CO3反應生成CO2氣體 D、CO2通入Na2SiO3溶液中有膠狀沉淀生成6、將過量二氧化碳通入下列溶液中，有白色沉淀生成是（ ）A、CaCl2溶液 B、石灰水 C、飽和Na2CO3溶液 D、Na2SiO3溶液CD第24頁第24頁4、已知硅酸