(共33张PPT)
第四章
非金属及其化合物
第一节
无机非金属材料的主角——硅
(第一课时）
授课人：天津市南开外国语中学
张辉
非金属元素在地壳中的含量
画出碳和硅的原子结构示意图
分析：
既不易失电子，又不易得电子，主要形成四价的化合物。
硅元素
硅在自然界的存在形态：没有游离态，只有化合态-----二氧化硅、硅酸盐
硅元素以什么形态存在于自然界？
常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？
阅读:课本P68最后一段
岩石
沙子
一、二氧化硅和硅酸
（1）二氧化硅
存在
结构
应用
物理性质
化学性质
（2）硅酸
四面体
：
：
：
：
：
坚硬难溶的固体
十分稳定
制玻璃、光纤等
岩石、沙土
习题
习题
：
弱酸，酸性比碳酸弱
存在：广泛存在于岩石中，天然二氧化硅也叫 ，天然存在的二氧化硅有 和 两种。
石英晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩。石英中无色透明晶体是水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。沙子中含有小粒的石英晶体。
硅石
晶体
无定形
天然玛瑙 天然水晶
二氧化硅结构图
应用：
光导纤维、光学仪器、电子仪器、工艺品（水晶、玛瑙）、石英玻璃、玻璃原料和建筑材料等。
石英坩埚
水晶
玛瑙
思考与交流
根据SiO2的存在和应用，分析以下问题：
① SiO2具有哪些物理性质
② SiO2化学稳定性如何
？
？
物理性质
固态
高
大
不溶于水
状态：
熔沸点：
硬度：
水溶性：
1．地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是
A．熔点很高 B．与水反应生成对应的酸
C．坚硬 D．可与烧碱反应生成盐
2．下列物质中，主要成分不是SiO2的是
A．金刚砂 B．玛瑙 C．水晶 D．石英
B
A
( )
( )
二氧化硅的化学性质—
SiO2+CaO===CaSiO3
高温
（1）酸性氧化物
2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O
（2）跟氢氟酸反应
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O
十分稳定
—能跟碱或碱性氧化物反应
合作讨论一：
1、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？
2、实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？
(2)硅酸(H2SiO3)
硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。
硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。
思考：二氧化硅难溶于水，那么，如何制得硅酸呢？
实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸
现 象
结 论
方程式
滴入酚酞溶液呈红色
Na2SiO3呈碱性
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 +2NaCl
实验探究：
滴入盐酸有硅酸凝胶产生
硅酸难溶于水
知识拓展：
把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，会有什么现象？
现 象
结 论
方程式
滴入硫酸有硅酸凝胶产生
硅酸难溶于水
Na2SiO3+H2SO4 = H2SiO3 +Na2SO4
活动与探究：
硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，请利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，并完成一份实验报告。
把CO2通入Na2SiO3溶液中，观察发生的现象？
启迪诱思：
CO2通入下例各溶液中，不可能产生沉淀的是（ ）
A、氯化钙溶液
B、石灰水
C、饱和碳酸钠溶液
D、硅酸钠溶液
A
合作讨论二：
3．要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是
A．纯碱溶液 B．盐酸 C．硫酸 D．苛性钠溶液
4．下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是
A．SiO2 +2C=====Si+2CO↑
B．SiO2 +2NaOH=====Na2SiO3+H2O
C．SiO2 +4HF=====Si F4↑+2H2O
D．SiO2 +CaCO3=====CaSiO3+CO2↑
高温
高温
B
B
( )
( )
5．制造光导纤维的主要原料是
A．晶体硅 B．二氧化硅
C．石墨 D．硅酸钠
6．下列叙述正确的是
A．自然界存在大量单质硅
B．SiO2 与任何酸都不起反应
C．光导纤维被广泛应用于能量传输
和信息传输
D．SiO2 的化学性质活泼，能与很多物质
发生化学反应
B
C
( )
( )
1、学习了重要的非金属元素硅及其化合物二氧化硅和硅酸。
2、了解了二氧化硅的重要性质及用途。
