课件69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
硅元素(silicon)在地壳中的含量氧48.6%硅26.3%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.16%其他1.20%硅26.3% 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。 硅的分布与存在存在：没有游离态，只有化合态
分布：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。Si最外层电子数是4，碳也是。思考2：碳、硅原子主要显几价？正四价（+4价）思考1：硅原子最外层电子数是多少？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？1、硅的工业制法 ： 粗硅： 纯硅：一、硅单质2.物理性质结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体, 熔点高,硬度大。3.化学性质在常温下化学性质不活泼Si+2F2==SiF4 Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3 +2H2↑4.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利用硅的半导体性能，制成光电池 ，将光能转化为电能。太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。大规模集成电路硅的用途非常广泛，可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制太阳能电池，制铝合金、铁合金等多种合金。硅芯片 在美国旧金山，有个最大的高科技工业园区，称之为“硅谷”，它是现代电子工业和计算机发展的基地。这说明硅在电子工业革命中起着非常重要作用。以硅为基础而制成的晶体管是计算机的心脏。 硅在电子工业中重要作用二氧化硅(SiO2) 二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。是一种坚硬难熔的固体。 硅石硅矿山二、二氧化硅和硅酸1.二氧化硅的存在二、二氧化硅水晶晶体二氧化硅玛 瑙玛瑙无定形二氧化硅 硅藻土
中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区)有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有354处，总保有储量矿石3.85亿吨。
仅次于美国，居世界第2位。在地区分布上，以吉林最多，占全国储量的54.8%，云南、福建、河北等地次之。矿床类型
主要为火山物源沉积型矿床(吉林长白、
山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等)和
陆源沉积型(云南寻甸、四川米易硅藻
土矿等)矿床。SiO二氧化硅的晶体结构示意图2.二氧化硅的结构.SiO2
原子晶体SiO二氧化硅的晶体结构示意图SiO2是正四面体的空间网状结构，
因此性质很稳定 坚硬难熔的固体，
熔沸点比较高，
不溶于水，
硬度比较大。3.二氧化硅物理性质实验室盛装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。4.二氧化硅化学性质②不能与水反应 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O① 是酸性氧化物SiO2 + 2OH— ==SiO3 2-+ H2O ④不与酸反应（除氢氟酸以外）SiO2 + 4HF == SiF4 ? + 2H2O③在高温下与碳酸盐的反应SiO2+Na2CO3==CO2 ? +Na2SiO3高温SiO2+CaCO3===CO2 ? +CaSiO3高温玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？④弱的氧化性SiO2+2C== Si+2CO高温实验室现提供下列试剂瓶,
①细口磨口塞玻璃瓶
②广口瓶
③细口橡皮塞玻璃瓶
④棕色广口瓶
⑤细口塑料瓶，
如何存放下列药品?依据是什么?
a.二氧化硅__b.氢氧化钠溶液
c.硝酸银晶体__ d.氢氟酸_
e.浓硫酸__②③④⑤①高温高温高温5、二氧化硅的用途
由于SiO2具有优良的物理化学性能加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。光学纤维胃镜 石 英 制 品水晶石英、玛瑙二氧化硅用来制光导纤维 光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。
制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于
通讯、传感、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大，
一对光纤上可同时传送3万门电话。 硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。酸性较弱，比碳酸的酸性还弱。三、硅酸(H2SiO3) 干燥硅胶 湿硅胶（1）硅酸的制备Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
（2）硅酸的性质
①不稳定性
②弱酸性
H2SiO3+2NaOH=2 H2O +Na2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓（3）硅胶(SiO2）制备：
H2SiO3 硅酸凝胶 硅酸干凝胶 “硅胶”
用途：
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。1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ）
A.溶解性：CO2 H2CO3
C.熔点：SiO2 > CO2（干冰） D.硬度： SiO2 C
2、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是（ ）
A.烧碱溶液
B.浓硫酸
C.氢氟酸
D.碳酸钠溶液
C3、要除去SiO2中的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
B四、硅酸盐硅酸盐结构复杂的固态化合物，
一般都不溶于水。1.含义：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称 2.硅酸盐的表示方法： ①化学式法：②氧化物法：硅酸钠：Na2SiO3硅酸钙：CaSiO3硅酸钠：Na2O · SiO2硅酸钙： CaO· SiO2高岭石：Al2O3 · 2SiO2 ·2H2O石棉：CaO · 3MgO· 4SiO2 沸石：Na2 O · Al2O3 · 3SiO2· 2H2O云母： K2O· 3Al2O3 · 6SiO2· 2H2O长石：K2O · Al2O3 · 6SiO2 水泥：3CaO · SiO2 · 2CaO· SiO2 玻璃：Na2 O · CaO· 6SiO2粘土： Al2O3 · 2SiO2· 2H2O最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），
其水溶液俗称为水玻璃，
硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀，
可用作肥皂填料、木材防火剂等 。3.硅酸钠
（Na2SiO3）
关于硅酸盐说明：1.除硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵以外均难溶于水2.硅酸钠是常见的可溶性硅酸盐之一，俗称泡花碱；它的水溶液俗称水玻璃，是一种粘合剂；硅酸和二氧化硅的制备：[水玻璃可保存玻璃瓶中,但不能使用玻璃塞,要用橡胶塞]较强酸和可溶性硅酸盐反应制硅酸四、硅酸盐工业t 水泥是一种非常重要的建筑材料。万丈高楼平地起，穿针引线是水泥。⑵生产过程：黏土和石灰石两磨、一烧。
研磨→煅烧→再磨成细粉；⑴水泥的生产原料：⑶普通硅酸盐水泥的成分：
1 、水泥 ⑷水泥的性能：水泥具有水硬性。水泥、沙子和水的混合物——建筑黏合剂。水泥、沙子和碎石的混合物。 混凝土：水泥砂浆：2、玻璃：
⑵生产过程： 纯碱、石灰石和石英。⑴玻璃的生产原料：⑶普通玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2组成
的混合物。
或Na2O·CaO·6SiO2；玻璃无固定的熔沸点，
在一定温度范围内软化。 ⑷玻璃的性能：3、陶瓷： 陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点，因此，陶瓷制品一直为人们所喜爱。家用陶瓷江苏宜兴，
有陶都之称。隋带烧制的三彩陶骆驼瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“CHINA”用同一字母拼音表示。江西景德镇。 江西景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为：“洁如玉、明如镜、薄如纸、声如罄。” 我国素有“瓷都”之称的地方 江西景德镇所烧制的瓷器传统无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥新型无机非金属材料：新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等新型无机非金属材料：1、新型无机非金属材料的特征：（1）耐高温、强度高； （2）具有电学性质； （3）具有光学性质； （4）具有生物功能；2、结构材料——高温结构陶瓷：(1)氧化铝陶瓷(人造刚玉)： 高压钠灯的灯管就是用氧化铝陶瓷制作的。高压钠灯是发光效率很高的一种电光源，光色金白，在它的灯光下看物清晰，不刺眼。平均寿命长达1万小时～2万小时，比高压汞灯寿命长2倍，是白炽灯寿命的10倍，是目前寿命最长的灯。高压钠灯透明氧化铝陶瓷注：钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以解决，由于没有一种能抵御高温钠蒸气（1400℃）强烈腐蚀的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高压钠灯。用高温结构陶瓷做的发动机叶片1.下列物质中属于纯净物的是( )
A.Na2CO3·10H2O B.水泥
C.纯净的盐酸 D.普通玻璃3.下列物质有固定熔点的是（ ）
A.水泥 B.玻璃 C.Na2O·SiO2 D.水玻璃 2.下列叙述正确的是( )
A.酸均不能与酸性氧化物反应
B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸
C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同
D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同ABDC课堂练习课件33张PPT。第四章 非金属及其化合物帝国大厦世贸大厦“哥伦比亚”号外壳由三万一千块硅瓦拼砌而成硅瓦 我们生存的地球，她坚硬的地壳是由什么构成的？——构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。 第一节
无机非金属材料的主角——硅岩石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？一、二氧化硅、硅酸阅读:课本P68最后一段1、二氧化硅（1）存 在硅石（12%）结晶形：石英无定形水晶玛瑙……水晶玛瑙思考1：什么是石英、水晶、玛瑙？
(2) 用 途①、制光导纤维②、石英玻璃制化学仪器①、制光导纤维③、石英表、石英钟②、石英玻璃制化学仪器④、水晶制光学仪器和工艺品(2) 用 途①、制光导纤维③、石英表、石英钟②、石英玻璃制化学仪器④、水晶制光学仪器和工艺品⑤、玛瑙制精密轴承和装饰品(2) 用 途光导纤维（3）物理性质固体1610℃2230℃不溶大活动与探究思考2：为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有这么大的差别？
是结构上的不同SiO（4）二氧化硅的晶体结构注意：晶体的化学式为SiO2，不表示有SiO2分子组成，晶体中只有Si、O原子，无分子交流与研讨1.从物质分类角度来看，二氧化硅属于哪类氧化物？2.二氧化硅可能具有哪些化学性质？设 疑: 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？
（5）化学性质—性质稳定, 不活泼②难溶于水，不与水反应③不与酸反应（除氢氟酸以外）SiO2 + CaO === CaSiO3 SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O高温①是酸性氧化物4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O
SiO2与CO2化学性质的比较 CO2+H2O=
H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=
Na2CO3
C+CO2==2COSiO2+4HF=
SiF4 ↑ +2H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+ Na2O
==Na2SiO3SiO2+2C
==Si+2CO ↑ 二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应 高温高温高温合作讨论一：1、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3：二氧化硅难溶于水，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 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？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：方法一:方法二: 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：本节小结：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。试剂
二氧化硅
氢氧化钠溶液
氢氟酸
浓硫酸
试剂瓶
细口磨口塞
广口瓶
细口塑料瓶
细口橡皮塞
1、 实验室有五种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。2、下列说法正确的是（ ）
A．SiO2溶于水显酸性
B．CO2通入水玻璃(硅酸钠的水溶液）可得硅酸
C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸
D．SiO2晶体中不存在单个SiO2分子
B D3、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，
能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是 ( ）
A、烧碱 B、纯碱
C、氢氟酸 D、盐酸
C课后作业：讲义：拓展练习
