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1、Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,无机非金属材料的主角,硅,硅元素,(silicon),在地壳中的含量,通过下列图片你能总结归纳出硅元素在自然界中的存在吗？,1.,自然界中分布广泛，在地壳中居,第二位,，仅次于氧。,2.,自然界硅元素主要存在于,:,岩石、沙子和土壤,3.,自然界硅存在的形态,:,硅,无,游离态单质状态,只有化合态：,常常有硅的氧化物和硅酸盐,一、二氧化硅（,SiO,2,）,1,）,
2、存在和俗名：,硅石,(12%),结晶形：石英,无定形,水晶,玛瑙,水晶,玛瑙,瓷器,玛瑙,自然界没有游离态的硅，常见的化合态的硅有二氧化硅和硅酸盐等。工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。粗硅经化学方法提纯后，可得到高纯度的硅。,硅从哪里来的,资料卡片,高纯硅的工业制法,SiO,2,+2C=2CO,+Si,（,粗,）,高温,高温,Si(,粗,)+2Cl,2,=SiCl,4,注：,SiCl,4,沸点为,57.6,高温,SiCl,4,+2H,2,=,4HCl+Si,（纯）,二氧化硅的用途与危害,用途：,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、高级工
3、艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品。,危害：,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，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（旧称矽肺）。,光学纤维胃镜,用光导纤维做手术，不用开刀,二氧化硅的熔点高、硬度大，化学性质也很稳定。水晶制品上的精美图案是怎样雕刻上去的呢？原来氢氟酸是二氧化硅的,“,克星,”,。常温下，氢氟酸能与二氧化硅反应，此反应常被用来刻蚀玻璃。二氧化硅也能在常温下与碱溶液反应，但因反应缓慢而不具备实用价值。,谁是二氧化硅的,“,克星,”,资料卡片,坚硬难熔的固体，不溶于水。熔沸点高。,2,）,物理性质,:,根据材料，请你分析以下问题：,
4、SiO,2,具有哪些物理性质？化学稳定性如何？,SiO,2,的这些性质是由什么决定的？,3,）,化学性质,:,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,很稳定，不活泼,氢氟酸是唯一可以与之反应的酸。,SiO,2,+CaO=CaSiO,3,高温,SiO,2,2NaOH,Na,2,SiO,3,+H,2,O,SiO,2,是酸性氧化物，能与碱性氧化物反应生成盐，也能与强碱反应生成盐。,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,SiO,2,与,NaOH,溶液反应生成粘稠的,Na,2,SiO,3,，使瓶塞和瓶口粘在一起。,SiO,2,2NaOH,Na,
5、2,SiO,3,+H,2,O,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,SiO,2,是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定,硅酸是一种,弱酸,，,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？,干燥剂,二、硅酸,(H,2,SiO,3,),制取原理：,强酸制弱酸,阅读课本,P,76,实验,4-1,实验,4-1,：向饱和,Na,2,SiO,3,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,Na,2,SiO,3,呈,碱性,，硅酸,难溶于水,Na
6、,2,SiO,3,+2HCl=H,2,SiO,3,+2NaCl,滴入盐酸有硅酸凝胶产生,大多不溶于水，化学性质稳定。,1,、硅酸钠（,Na,2,SiO,3,）（泡花碱），其水溶液 俗称水玻璃，可制备硅胶和防火剂。,放入蒸馏水,现象,结论,水份蒸发后燃烧,放入,Na,2,SiO,3,溶液,水份蒸发后不燃烧,水份蒸发后，失去防火作用,防火效果好用作防火剂,三、硅酸盐,（,1,）玻璃：,普通玻璃,:,以纯碱 、石灰石和石英 为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。,(Na,2,CO,3,),（,SiO,2,）,Na,2,CO,3,+SiO,2,=Na,2,SiO,3,+CO,2,CaCO,3,+S
7、iO,2,=CaSiO,3,+CO,2,主要成分：,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,、,SiO,2,（,Na,2,OCaO6SiO,2,）,2,、硅酸盐工业,有关反应化学方程式：,高温,高温,（,2,）水泥,以黏土和石灰石为主要原料,经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，研成细粉就得到水泥。,石膏的作用是调节水泥硬化速度。,（,3,）,传统硅酸盐陶瓷,：,传统硅酸盐陶瓷是以,粘土为原料，经高温烧结而成。日常生活中常见的陶瓷有,日用器皿、建筑饰材、卫生洁具等。,人面鱼纹彩陶盆,（,4,）具有特殊功能的含硅物质：,、碳化硅,（,SiC,俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大
8、，用作砂纸、砂轮的磨料。,、硅 钢,（铁合金）导磁性良好，,用作变压器铁芯。,硅橡胶,（具有均匀微孔结构,的铝硅酸盐。）,分子筛,(,最好的既耐高温又耐 低温的橡胶,),生物陶瓷,人造骨,例如：,Na,2,SiO,3,:,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,：,Ca(Al,2,Si,3,O,10,)3H,2,O,：,3,、硅酸盐组成的表示：,硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示。,CaOAl,2,O,3,3SiO,2,3H,2,O,（活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水）,Na,2,OSiO,2,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O
9、,四、硅,(Si),2,、物理性质：,3,、化学性质,有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。,1,、存在形式,晶体硅,无定形硅,你能根据硅的原子结构推测硅单质可能具有的化学性质,在高温条件下，单质硅能与,O,2,和,Cl,2,等非金属单质反应。,常温下化学性质不活泼，只能跟,F,2,、,HF,和,NaOH,溶液反应。,Si,2F,2,SiF,4,Si,2NaOH,H,2,O,Na,2,SiO,3,2H,2,Si,O,2,SiO,2,Si,4HF,SiF,4,2H,2,4,、用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料信息技术等材料和人造卫星、登月车、火星探测器等动力设备新能源。,硅太阳能电池,
10、硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心,学以致用,1,、分别写出在,Na,2,SiO,3,溶液中加入稀硫酸、加入醋酸、通入二氧化碳气体所发生化学反应的离子方程式。,2,、下列说法正确的是（）,A,、因,SiO,2,不溶于水，故,H,2,SiO,3,不是,SiO,2,对应的酸，或者说,SiO,2,不是,H,2,SiO,3,的酸酐,B,、,CO,2,通入水玻璃（,Na,2,SiO,3,溶液）可以得到原硅酸,C,、,CO,2,通入饱和氯化钙溶液中能生成白 色沉淀,D,、,SiO,2,的俗名叫水晶,3,、要除去,SiO,2,中的,CaO,杂质，最适宜的试剂是（）,A.,纯碱溶液,B,盐酸,C,硫酸,D,氢氧化钠溶液,4.,有关硅元素的下列叙述中正确的是（）,A,、常温时硅可和强碱溶液反应,B,、硅与任何酸都不反应,C,、硅是构成矿物岩石的主要原料，其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐,D,、硅的性质很稳定，能以游离态存在于自然界,5.,完成硅元素物质间的转化，自然界中硅主要以二氧化硅的形式存在，请你利用硅、二氧化硅的性质实现下列转化：,
第一节 无机非金属材料的主角---硅1
