人教版高一化学必修一无机非金属材料的主角-----硅

玛瑙首饰
高级工艺品
二氧化硅
眼镜
玛瑙
一、二氧化硅
根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？ 课本P76
二氧化硅是坚硬、难熔的固体，________ 不 溶于水， 不导电，纯净的二氧化硅晶体无色透明。
4.物理性质：硬度大，熔沸点高，不溶于水
很稳定 5.化学稳定性：
人 教 版 化 学
石棉 (CaO·3MgO·4SiO2)、
黏土的主要成分 (Al2O3·2SiO2·2H2O)。
5、硅酸钠（Na2SiO3） （1）、硅酸钠的物理性质
硅酸钠是白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃， 又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，是一种矿物胶， 黏性很强，可以作黏胶剂和木材防火剂。
导电性介于导体和绝缘体之间。
3、化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼 Si + O2 === SiO2
①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和 NaOH溶液反应。 Si＋2F2＝SiF4 Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑
Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑
②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属 单质反应。
硅酸盐种类很多，大多数 难溶 于水，最常见的 可溶性硅酸盐是Na2SiO3，K2SiO3
3、表示方法： （1）化学式法： 适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、 CaSiO3等。
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第四章
非金属及其化合物
(2) 硅酸盐组成的表示方法：硅酸盐的种类多、 结构复杂，其组成的表示方法有两种。 ①盐化学式法：如硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙 (CaSiO3)，一般适用于组成较简单的硅酸盐。 ②氧化物法：如硅酸钠 (Na2O·SiO2)、
C 中反应的离子方程式是_____________________________。 HCl ＞________ H2CO3 H2SiO。 (4)由此得到的结论是：酸性________ ＞______ 3
写出下列的化学方程式：
１、二氧化硅和氢氟酸反应
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
2、二氧化硅和氧化钙反应
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4、硅酸盐在自然界的转化 硅酸盐是如何具有保肥能力的？ 硅酸盐矿石长期受到空气中的二氧化碳和水的 侵蚀后,逐渐风化分解,生成的可溶物质随雨水流入 江河、海洋，留下大量的黏土形成土壤胶体，因
其表面巨大且一般带负电，能吸收NH4+，K等营养
离子，从而具有保肥能力。
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第四章
非金属及其化合物
●细品教材
●梳理导引 1．硅元素的存在和硅原子的结构
人 教 版 化 学
化合 态 存 在 ， 硅 是 构 成 在 自 然 界 中 硅 全 部 以 ________ 岩石 和许多矿物的基本元素，在地壳中的含量仅次于 ________
26.3% 。 氧 ，达到________ 硅酸盐 是硅的 ________ ________和________ 硅的氧化物 主要存在形式。
方案2：强酸制弱酸
提示：酸性：HCI>H2CO3>H2SiO3
二、硅酸 1.硅酸的制备
实验操作 实验现象 结论
Na2SiO3溶液呈 碱 性，硅酸是一种
不溶于水的白 白色的胶状沉淀生成 色固体
滴加酚酞试液后 溶液呈 红 色,滴 加稀盐酸后溶液变 为无色,有
Na2SiO3溶液与盐酸和反应的化学方程式：
（1）反应①中焦炭做（
A.还原剂 B.氧化剂
A）
C.二者都不是
CE ） （2）反应 ②属于（ AC ），反应③ 属于（ A.化合反应 B.分解反应 C.氧化还原反应 D.非氧化还原反应 E.置换反应
人 教 版 化 学
第四章
非金属及其化合物
(3) 制造玻璃的原料中，石英是过量的，所以 普通玻璃是 Na2SiO3 、 CaSiO3 、 SiO2 按 1∶1∶4 比
例混合在一起得到的物质，因此其成分表示为 (4)玻璃不属于晶体，没有固定的熔点，只在
一定范围内软化后熔化，称为玻璃态物质。
人 教 版 化 学
Si＋O2
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高温
SiO2
4、制法 SiO2 + 2C === Si + 2CO↑
高温
硅单质
4、硅的工业制备
课后练习81页
工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅 ① SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑ ， ②Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4 ，③SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋ 4HCl。 根据以上反应回答下列问题：
思考：直接将A中产生的二氧化碳通入到C中的硅酸钠溶中，
能否证明H2CO3强于H2SiO3？ 盐酸 为______________ 。
(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应
3 (2)装置 B 所盛的试剂是___________________________ ，
饱和NaHCO 溶液
吸收HCl气体 。 其作用是________________________ Na2SiO3溶液 (3)装置 C 所盛试剂是________________________________ ，
造 晶体管和光电池 ，同时 硅芯片 是各种计算机、微
电子产品的核心。
5.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
电脑的中央处理器（CPU）
三、硅单质
1、存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。 2、物理性质：晶体硅的结构类似于金刚石， 熔点(1410℃)和沸点都很高，硬度大。
第一节 无机非金属材料的主角 ——硅
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
C Si
碳是构成有机物的主要元素, 硅和碳一样,最外层电子数都为4， 其原子既不易失去又不易得到电子, 主要形成四价的化合物.
第四章
非金属及其化合物
Na2O·CaO·6SiO2 。而石英玻璃的成分就是 SiO2 。
第四章
非金属及其化合物
特别提示：①普通玻璃：呈淡绿色，含二价
铁。②有色玻璃：蓝色玻璃是普通玻璃中加入了 Co2O3，红色玻璃是加入Cu2O。③变色玻璃：普 通玻璃中加入了AgI、AgBr等。④光学玻璃：普 通玻璃中加入PbO2。⑤钢化玻璃：经普通玻璃 熔化后快速冷却制成，与普通玻璃的成分相同。 ⑥石英玻璃：石英熔化制成。
此反应可用于工艺上雕刻玻璃， 保存氢氟酸只能用塑料瓶
二氧化硅既能与氢氧化钠反应又能与 氢氟酸反应，能否说二氧化硅是两性 氧化物？
二氧化碳与二氧化硅比较
化学式 状 态 熔沸点 硬度 水溶性 化 学 性 质
与水反应
二氧化碳 CO2 气 态 熔沸很低 能溶于水
CO2 + H2O = H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
.
.
【 讨论 】为什么实验室中盛放碱液的试 剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？(玻璃中含 有SiO2)
思考： 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？
原因： 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 （ SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ）
一、二氧化硅
1.存在
地球上存在的二氧化硅叫 硅石 ，约占地壳总质量 的 12% ；其存在形态有 结晶形 和 无定形两大类。 结晶形 （石英） 水晶（无色透明） 玛瑙（彩色条纹）
硅 石
沙子
无定形（硅 藻土）
水 晶
玛瑙
主要成份： SiO2
主要成份：
SiO2
一、二氧化硅
2.结构
Si O
二氧化硅晶体结构 基本结构单元
[练习]1.下列说法正确的是（ A ） A.陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品 B.水晶、玛瑙、光纤、硅胶的主要成分都是SiO2 C.SiO2很稳定，与所有的酸都不反应 D.将石棉（CaMg3Si4O12）化学式改写成氧化物 的形式：3(MgO· CaO)· 4SiO2
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价值5000元的芯片
Si
点 沙 成 金
SiO2+CaO=高温=CaSiO3
3、二氧化硅和氢氧化钠溶液
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
4、实验室制取硅酸
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl
5、二氧化碳通入氢氧化钠溶液
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
1、定义： 2、性质：
二、硅酸盐
氧、 金属 元素组成的化合物的总称 硅酸盐:由 硅 、
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 ↓+2NaCl
；
Na2SiO3溶液与CO2反应的化学方程式： Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+ H2SiO3 ↓
说明
酸性:碳酸比硅酸强
二、硅酸
1.制备
Na2SiO3 + 2HCl=H2SiO3 ↓ +2NaCl 2.物理性质
白色的不溶于水的固体
二氧化硅 SiO2 固 态 熔点高，硬度大 不溶于水
不能反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 高温 SiO2＋ CaO =CaSiO3
与碱反应
与碱性氧化物 反应
CO2+Na2O=Na2CO3
与 酸
用 途
——
人工降雨，灭火,饮料等
只与氢氟酸反应
光纤等
二、硅酸 1.硅酸的制备
发散思维：硅和碳同一主族，都为+4价，碳酸 制取与硅酸制取应有一定相似之处 方案1：利用SiO2与水反应制取