1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅【学习目标学习目标】1、知识与技能、知识与技能 （1）了解二氧化硅的存在形式。）了解二氧化硅的存在形式。 （2）了解二氧化硅的物理性质和化学性质。）了解二氧化硅的物理性质和化学性质。 （3）了解硅酸的性质及制备。）了解硅酸的性质及制备。2、过程与方法、过程与方法 （1）自主学习，提高自学能力。）自主学习，提高自学能力。 （2）通过对比二氧化碳的化学性质掌握二氧化硅的）通过对比二氧化碳的化学性质掌握二氧化硅的有关性质，通过对二氧化硅的化学性质的分析，探有关性质，通过对二氧化硅的化学性质的分析，
2、探究硅酸在实验室制备方法。究硅酸在实验室制备方法。3、情感态度与价值观、情感态度与价值观 了解二氧化硅和硅酸在日常生活生产中的应用，了解二氧化硅和硅酸在日常生活生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。 硅硅26.3%沙子的成分是二氧化硅沙子的成分是二氧化硅花岗岩属于硅酸盐花岗岩属于硅酸盐水晶水晶玛瑙玛瑙玛瑙玛瑙(SiO2)水晶水晶(SiO2)硅芯片硅芯片硅太阳能电池硅太阳能电池硅酸盐材料硅酸盐材料阅读教材阅读教材74页前三自然段完成下面表格。页前三自然段完成下面表格。1.1.碳和硅的比较碳和硅的比较 碳碳硅硅原子结构原子结构在自然界中在自然界中
3、的存在形式的存在形式 单质单质化合物化合物化合物化合物主要化合价主要化合价+4 -4 +2+4 -4一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（、二氧化硅（ SiO2）（1） SiO2的存在形态的存在形态无定形（硅藻土）无定形（硅藻土） （石英晶体）（石英晶体）玛瑙玛瑙水晶水晶水晶水晶玛瑙玛瑙( (无色透明无色透明) )( (彩色环带或层状彩色环带或层状) )硅石硅石结晶形结晶形 根据根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题：的存在和应用，请你分析以下问题： SiOSiO2 2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？是什么？SiOSi
4、O2 2的这些性质是由什么决定的？的这些性质是由什么决定的？【思考与交流思考与交流】：（2）物理性质）物理性质： 溶于水，熔点很溶于水，熔点很 ，硬度很，硬度很 。 难难高高大大SiOSiO2是正四面体的立体网状结构，因此性质很稳定是正四面体的立体网状结构，因此性质很稳定 （3 3）化学性质）化学性质化学稳定性：化学稳定性： 化学性质很稳定，不活泼。化学性质很稳定，不活泼。 酸性氧化物酸性氧化物CO2+ CaO = CaCO3 能否与水反应？能否与水反应？与强碱反应生成盐和水与强碱反应生成盐和水 与碱性氧化物反应生成盐与碱性氧化物反应生成盐SiO2+ CaO = CaSiO3 SiO2 + 2
5、NaOH = Na2SiO3 +H2OCO2 + 2NaOH = Na2CO3 +H2OCO2 + H2O = H2CO3不能与水直接化合不能与水直接化合高温高温 硅酸钠，水溶液俗硅酸钠，水溶液俗名名“水玻璃水玻璃”，具有，具有黏性，可用作粘合剂，黏性，可用作粘合剂，也可用来制备硅胶和也可用来制备硅胶和木材防火剂等。木材防火剂等。 实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？么用橡胶塞而不用玻璃塞？ 因为碱液会跟玻璃塞中的因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成反应，生成的硅酸钠会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。的硅酸钠会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。与氢氟酸
6、（与氢氟酸（HF）的反应（）的反应（ SiO2的特性）的特性）SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O氢氟酸是唯一可以与氢氟酸是唯一可以与SiOSiO2 2 发生反应的酸，此反应发生反应的酸，此反应用来雕刻玻璃。用来雕刻玻璃。2 2、实验室能不能用玻璃瓶盛装氢氟酸？、实验室能不能用玻璃瓶盛装氢氟酸？ 不能。不能。HF能腐蚀玻璃，要用塑料能腐蚀玻璃，要用塑料瓶装，制取瓶装，制取HF也不能用玻璃器皿也不能用玻璃器皿而要用铅皿。而要用铅皿。 1、某同学根据某同学根据SiO2既可与氢氧化钠反应，也能与氢既可与氢氧化钠反应，也能与氢 氟酸反应，推断氟酸反应，推断SiO2为两性氧化物。是否正确为两性
7、氧化物。是否正确? 不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不能与一不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不能与一般的酸反应，生成的也不是盐和水，故只是属于酸性般的酸反应，生成的也不是盐和水，故只是属于酸性氧化物。氧化物。【思考与交流思考与交流】4.用途用途 是基本的建筑材料。是基本的建筑材料。纯净的二氧化硅是现代光学及光纤制品的基纯净的二氧化硅是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作本原料，可以制作 。实验室使用的实验室使用的 坩埚成分是二氧化硅。坩埚成分是二氧化硅。用用 和和 制作饰物和工艺品制作饰物和工艺品。沙子沙子石英光导纤维石英光导纤维石英石英水晶水晶玛瑙玛瑙练习练习1. 1. 地壳中含量
8、第一和第二的两种元素形成的化合地壳中含量第一和第二的两种元素形成的化合物，能与下列哪些物质发生反应（物，能与下列哪些物质发生反应（ ）浓硫酸水盐酸浓硫酸水盐酸HFHFKOHKOH溶液氧化钙溶液氧化钙A. A. B. B. C. C. D. D. 练习练习2.2.下列物质中主要成分不是二氧化硅的是（下列物质中主要成分不是二氧化硅的是（ ）A.A.水晶水晶 B.B.玛瑙玛瑙 C.C.金刚石金刚石 D.D.硅石硅石练习练习3.3.近一个时期，一些无知的人挖断通讯光缆想卖近一个时期，一些无知的人挖断通讯光缆想卖其中的贵金属挣钱。结果是既没有挣到钱却破坏了通讯其中的贵金属挣钱。结果是既没有挣到钱却破坏了
9、通讯设施，违犯了国家法律。因为制造光缆芯的材料是设施，违犯了国家法律。因为制造光缆芯的材料是（ ）A.A.铜铜 B.B.铁铁 C.C.硅硅 D.D.二氧化硅二氧化硅 CCD2、硅酸（、硅酸（H2SiO3） 思考：思考：如何制得硅酸？能用如何制得硅酸？能用SiO2与水反应制得吗？与水反应制得吗？ 现象现象结论结论化学方程式化学方程式 滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有透滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有透明的、胶冻状的硅酸凝胶产生明的、胶冻状的硅酸凝胶产生 Na2SiO3呈碱性，硅酸难溶于水呈碱性，硅酸难溶于水Na2SiO3+2HCl = H2SiO3+2NaCl（1 1）硅酸的制备）硅酸的制备实验实验
10、4-1 在试管中加入在试管中加入3-5mL硅酸钠溶液，滴入硅酸钠溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，在用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加滴酚酞溶液，在用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及现象。仔细观察变化过程及现象。（2）硅酸的性质）硅酸的性质逐渐聚合逐渐聚合干燥脱水干燥脱水硅胶干燥剂硅胶干燥剂H H2 2SiOSiO3 3是一种是一种 酸，酸性比碳酸还酸，酸性比碳酸还 , （“能能”或不能）使指示剂变色。或不能）使指示剂变色。硅酸溶胶硅酸溶胶 硅酸凝胶硅酸凝胶 硅酸干凝胶（硅胶）硅酸干凝胶（硅胶） 硅
11、胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。弱弱弱弱 不能不能H2SiO3的溶解度很的溶解度很 。小小练习练习4.硅胶常用作干燥剂，它的化学成分是（硅胶常用作干燥剂，它的化学成分是（ ）A.二氧化硅二氧化硅 B.硅酸钠硅酸钠 C.硅酸硅酸 D.硅硅练习练习5.对于硅酸的性质描述正确的是（对于硅酸的性质描述正确的是（ ）A.硅酸是一种强酸硅酸是一种强酸 B.硅酸可以使石蕊变红硅酸可以使石蕊变红C.硅酸可由二氧化硅溶于水制得硅酸可由二氧化硅溶于水制得 D.硅酸的溶解度很小硅酸的溶解度很小 CD课下作业 我们用的钟表称为石英钟，石英钟利用的是二氧化硅的哪些性质？单质硅怎么被制作成电脑芯片和太阳能电池板的？ 请利用网络资源，查阅相关资料，以“硅及其化合物对人类文明的贡献”为题写一篇论文，并与同学们交流。
