1、第1页，共35页。第一节第一节 硅硅 无机非金属材料无机非金属材料第2页，共35页。学习目标学习目标 1了解硅元素在自然界中的存在形式；了解硅元素在自然界中的存在形式；2知道硅及二氧化硅的性质；知道硅及二氧化硅的性质；3.知道硅及其化合物的用途；知道硅及其化合物的用途；学习重点、难点学习重点、难点 硅及二氧化硅的性质硅及二氧化硅的性质 第3页，共35页。硅元素硅元素(silicon)(silicon)在地壳中的含量在地壳中的含量氧氧48.6%硅硅26.3%铝铝7.73%铁铁4.75%钙钙3.45%钠钠2.74%钾钾2.47%镁镁2.00%氢氢0.16%其他其他1.20%硅硅26.3%第4页，共
2、35页。第5页，共35页。1、存在：、存在：没有游离态没有游离态，只有化合态，只有化合态2、分布：自然界中分布广泛，在、分布：自然界中分布广泛，在地壳地壳中居第二位，仅次于氧中居第二位，仅次于氧。是构成矿物。是构成矿物和岩石的基本元素。和岩石的基本元素。一、硅单质一、硅单质第6页，共35页。第7页，共35页。画出碳和硅的原子结构示意图画出碳和硅的原子结构示意图分析：分析：既不易失电子，又不易得电子，主要形成既不易失电子，又不易得电子，主要形成四价的化合物。四价的化合物。硅元素硅元素第8页，共35页。第9页，共35页。单质硅单质硅晶体硅晶体硅无定形硅无定形硅第10页，共35页。2 2、化学性质：
3、不活泼、化学性质：不活泼 常温下，只与常温下，只与F F2 2、HFHF、强碱反应、强碱反应 Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4 +2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 加热条件下，与某些非金属反应加热条件下，与某些非金属反应Si+O2 SiO2Si+2Cl2 SiCl4Si+C SiC 高温高温(碳化硅，俗称碳化硅，俗称金刚砂金刚砂)，制造，制造砂轮、砂纸砂轮、砂纸第11页，共35页。第12页，共35页。4 4、硅的工业制法、硅的工业制法 ：粗硅：粗硅：纯硅：纯硅：2C+SiO2=Si+2CO高温高温Si+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si+4HC
4、l高温高温第13页，共35页。SiO二氧化硅二氧化硅.SiO2第14页，共35页。SiOSiO2是正四面体的空间网状结构，是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定因此性质很稳定 第15页，共35页。第16页，共35页。第17页，共35页。第18页，共35页。物物 质质二氧化硅二氧化硅(SiO2)二氧化碳二氧化碳(CO2)与水反应与水反应与酸反应与酸反应-与碱反应与碱反应与碱性氧与碱性氧化物化物反应反应与碳反应与碳反应SiO2与与CO2化学性质的比较化学性质的比较 CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+4HF=SiF4+2H2OSi
5、O2+2NaOH=Na2SiO3+H2O特殊性：特殊性：二氧化硅二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应能与氢氟酸反应 SiO2+CaO=CaSiO3高温高温SiO2+2C=Si+2CO 高温高温C+CO2=2CO高温高温第19页，共35页。思考：思考：1、为什么实验室中盛、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有塞（玻璃中含有SiO2）？）？2、实验室能否用玻、实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？璃瓶保存氢氟酸？第20页，共35页。二氧化硅（二氧化硅（SiO2）4 4、用途及危害（、用途及危害（106106
6、页）页）用途：用途：制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等；制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等；制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品。器皿等；制作装饰品。危害：危害：在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病。二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病。3 3、用途及危害、用途及危害用途：用途：制制光导纤维光导纤维、石英玻璃、石英钟表等制造电、石英玻璃
7、、石英钟表等制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品饰品。第21页，共35页。1、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是雕花玻璃的物质是(）A、烧碱、烧碱 B、纯碱、纯碱 C、氢氟酸、氢氟酸 D、盐酸、盐酸C练习练习2二氧化硅属于酸性氧化物，理由是二氧化硅属于酸性氧化物，理由是 （）ASi是非金属元素是非金属元素 BSiO2对应的水化物是可溶性弱酸
8、对应的水化物是可溶性弱酸CSiO2与强碱反应生成盐和水与强碱反应生成盐和水 DSiO2不能与酸反应不能与酸反应 C第22页，共35页。3 3、实验室现提供下列试剂瓶、实验室现提供下列试剂瓶,细口磨口塞玻璃瓶细口磨口塞玻璃瓶广口瓶广口瓶细口橡皮塞玻璃瓶细口橡皮塞玻璃瓶棕色广口瓶棕色广口瓶细口塑料瓶，细口塑料瓶，如何存放下列药品如何存放下列药品?依据是什么依据是什么?a.a.二氧化硅二氧化硅_b._b.氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液c.硝酸银晶体硝酸银晶体_ d._ d.氢氟酸氢氟酸_ _e.e.浓硫酸浓硫酸_第23页，共35页。4、利用光导纤维能够传递光的性质，、利用光导纤维能够传递光的性质，可以把光
9、信号传到远方，构成光的可以把光信号传到远方，构成光的“有有线通信线通信”系统，这就是光纤通信。下列系统，这就是光纤通信。下列关于制光导纤维的原料及传递光信号的关于制光导纤维的原料及传递光信号的物理原理均正确的是（物理原理均正确的是（）ACaCO3，光的折射，光的折射 BSiO2，光的全反应射，光的全反应射 CCaO，光的干涉，光的干涉 DNa2CO3，光的衍射光的衍射B第24页，共35页。5、下列关于二氧化硅的叙述中，不正确的、下列关于二氧化硅的叙述中，不正确的是（是（）在固态和液态时，导电性都很差在固态和液态时，导电性都很差 能跟强碱反应，但不能与水反应能跟强碱反应，但不能与水反应 SiO2
10、的物理性质与的物理性质与CO2类似类似 既是酸性氧化物，又是碱性氧化物既是酸性氧化物，又是碱性氧化物 A、B、C、D、C第25页，共35页。三、硅酸三、硅酸：（：（1）Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3（2）酸性比碳酸弱酸性比碳酸弱.H2SiO3+2NaOH=2 H2O+Na2SiO3H2SiO3=H2O+SiO2加热加热Na2SiO3 +H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3第26页，共35页。硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀，硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀，四、硅酸盐四、硅酸盐第27页，共35页。1.硅酸盐的表示方法：硅酸盐的表示方法：化学式法：化学式法：氧化物法：氧化物法：硅酸
11、钠硅酸钠：Na2SiO3硅酸钙硅酸钙：CaSiO3硅酸钠硅酸钠：Na2O SiO2硅酸钙硅酸钙：CaO SiO2第28页，共35页。高岭石：高岭石：Al2O3 2SiO2 2H2O石棉：石棉：CaO 3MgO 4SiO2 沸石：沸石：Na2 O Al2O3 3SiO2 2H2O云母：云母：K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O长石：长石：K2O Al2O3 6SiO2 氧化物形式表示方法：氧化物形式表示方法：活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2 H2O高岭石高岭石：Al2Si2H4O9石棉：石棉：CaMg3Si4O12沸石：沸石：Na2Al2Si3O12云母
12、：云母：K2Al6Si6O24长石：长石：K2Al2Si6O16第29页，共35页。五、硅酸盐工业五、硅酸盐工业第30页，共35页。（1）玻璃）玻璃原料：纯碱、石灰石、石英原料：纯碱、石灰石、石英设备：玻璃窑设备：玻璃窑条件：高温熔融条件：高温熔融主要反应：主要反应：主要成份：硅酸钠、硅酸钙、主要成份：硅酸钠、硅酸钙、高温SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2 SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 高温第31页，共35页。（2）水泥）水泥原料：黏土、石灰石、石膏原料：黏土、石灰石、石膏设备：水泥回转窑设备：水泥回转窑条件：煅烧条件：煅烧主要成份：硅酸三钙、硅酸二钙、铝主要成份：硅
13、酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等酸三钙等第32页，共35页。（3）陶瓷）陶瓷原料：黏土原料：黏土条件：高温烧结条件：高温烧结第33页，共35页。1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硅胶硅胶 B水晶水晶 C玛瑙玛瑙 D硅石硅石2NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中瓶中（）A具有玻璃塞的细口瓶具有玻璃塞的细口瓶 B具有玻璃塞的广口瓶具有玻璃塞的广口瓶C带滴管的滴瓶带滴管的滴瓶 D具有橡胶塞的细口瓶具有橡胶塞的细口瓶3可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是是 （）
14、A二氧化硅二氧化硅B粗硅粗硅C高纯硅高纯硅 D硅酸盐硅酸盐4下列不是水玻璃用途的是下列不是水玻璃用途的是 （）A肥皂填料肥皂填料 B木材防火剂木材防火剂C纸板黏胶剂纸板黏胶剂D建筑装饰材料建筑装饰材料5下列不属于传统硅酸盐产品的是（下列不属于传统硅酸盐产品的是（）A玻璃玻璃 B水泥水泥 C光导纤维光导纤维 D陶瓷陶瓷 ADCDC第34页，共35页。6二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是其反应，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是A浓盐酸浓盐酸 B硫酸硫酸 C硝酸硝酸 D氢氟酸氢氟酸7
15、能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）ACO2溶于水形成碳酸，溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水难溶于水BCO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C高温下高温下SiO2与碳酸盐反应生成与碳酸盐反应生成CO2D氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀溶性硅酸盐溶液中生成沉淀8二氧化硅属于酸性氧化物，理由是二氧化硅属于酸性氧化物，理由是 （）ASi是非金属元素是非金属元素 BSiO2对应的水化物是可溶性弱酸对应的水化物是可溶性弱酸CSiO2与强碱反应生成盐和水与强碱反应生成盐和水 DSiO2不能与酸反应不能与酸反应 DBC第35页，共35页。
