非金属元素的主角硅及其化合物

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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)氨硝酸硫酸本章体系的构建原教材氮族元素硫氮典型的非金属元素；非金属特征存在和用途非广泛；材料特性与环境关系密切。含氧酸特性--氧化性氯硅碳族元素卤族元素氧族元素新教材四章一章四节【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

2、的化学性质；硅单质（Si）一.硅1.Si在自然界中的含量及存在形式含量：存在形式自然界中分布广泛，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。在自然界中，没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅。2.Si在元素周期表中的位置79页3.晶体Si的结构：109º28´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4.Si的物理性质：熔沸点高，灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体，导电性介于导体和绝缘体之间-----半导体5.Si的化学性质（1）常温下Si能与F2,HF酸反

3、应Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑结构决定性质（2）Si能与NaOH强碱反应Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑Si＋2OH-＋H2O＝SiO32-＋2H2↑（3）在加热条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。Si＋O2SiO2△Si不与H2SO4,HNO3等其他物质反应硅太阳能电池硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心6.晶体硅的用途7.晶体硅的工业制备：81页9题二.二氧化硅（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1、

4、二氧化硅存在74页结晶形（石英晶体）无定形——硅藻土{水晶玛瑙二氧化硅的存在什么是石英、水晶、玛瑙？？硅石具有彩色环状或层状的石英称为玛瑙水晶水晶制品玛瑙2.二氧化硅（SiO2）结构科学视野74页180º109º28´Sio2.二氧化硅的晶体结构示意图下一页共价键空间网状结构的原子晶体二氧化硅的结构SiOOSiOOSiOOSiOOSiOOSiOOSiOOSiOOSiOOSiO2的平面结构OOOOSiOOOOSiOOOOSiSiO2的立体结构【SiO4】最小的结构单元是正四面体结构OC分子间作用力共价键干冰

5、的晶体结构示意图返回3.二氧化硅的性质二氧化碳（CO2）二氧化硅(SiO2)存在空气存在于岩石中，硅石、石英、水晶、硅藻土结构分子晶体，存在CO2分子。原子晶体，不存在SiO2分子物理性质物质类别与水反应与NaOH反应与酸反应不反应只与HF反应与碱性氧化物反应CO2+Na2O=Na2CO3SiO2+CaO===CaSiO3高温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，使瓶塞和瓶口粘在一起学与问：思考与问题HF能腐

6、蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O3.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?2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？此反应常用于雕刻玻璃不正确。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。沙子――硅――芯片――计算机沙子――………―――光导纤维计算机光通信你能在沙子与计算机之间、沙子与计算机光通信之间建立起某种联系吗?Si价值5元的沙子SiO2点沙成金价值5000元

7、的芯片现代通信用光缆光导纤维手术头灯用光导纤维做无开刀手术光学纤维胃镜二氧化硅的现代应用化学·技术·社会三.硅酸（H2SiO3）硅酸是一种很弱的酸，不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。1.性质:3.制备:2.用途:76页硅酸不能直接由SiO2制取，只能通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制取。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。——常用做干燥剂如何制取硅酸?实验探究4-176页现象结论化学方程式离子方程式Na2SiO3+2HCl==H2SiO3(胶体)+2NaClSiO32-+

8、2H+==H2SiO3(胶体)滴入酚酞后溶液变红，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生a.Na2SiO3溶液呈碱性;b.先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶;c.静置则形成硅酸沉淀。制取原理：强酸制弱酸HCl>H2SiO3如：向Na2SiO3溶液中通入CO2气体就有白色沉淀生成CO2+Na2SiO3+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓CO2+SiO32-+H2O==CO32-+H2SiO3↓结论：H2SiO3