第一節無機非金屬材料的主角

——硅從原子角度認識硅原子CSi碳是構成有機物的主要元素,硅和碳一樣,最外層電子數都為4，其原子既不易失去又不易得到電子,主要形成四價的化合物.●梳理導引1．硅元素的存在和硅原子的結構在自然界中硅全部以________態存在，硅是構成________和許多礦物的基本元素，在地殼中的含量僅次于________，達到________。________和________是硅的主要存在形式。化合巖石氧26.3%硅的氧化物硅酸鹽一、二氧化硅1.存在地球上存在的二氧化硅叫

，約占地殼總質量的

；其存在形態有

和

兩大類。12%硅石結晶形無定形硅石結晶形（石英）無定形（硅藻土）

水晶（無色透明）

瑪瑙（彩色條紋）

沙子瑪瑙一、二氧化硅2.結構SiO二氧化硅晶體結構基本結構單元SiO2晶體的基本結構單元呈

形，每個Si原子周圍結合

個O，每個O原子跟

個Si相結合，Si與O原子按

的比例組成

的晶體。四面體421：2立體網狀用SiO2來表示二氧化硅的組成,表示O與Si的原子個數比,不是分子式是化學式，晶體中不存在單個SiO2分子。二氧化硅的用途光學纖維胃鏡一、二氧化硅4.物理性質：

.根據SiO2的存在和應用，請你分析以下問題：SiO2具有哪些物理性質？化學穩定性如何？課本P765.化學穩定質：

.硬度大，熔沸點高，不溶于水很穩定【討論

】為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？(玻璃中含有SiO2)二氧化硅是堅硬、難熔的固體，________溶于水，不導電，純凈的二氧化硅晶體無色透明。不一、二氧化硅5.化學性質：

SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O

SiO2是

性氧化物SiO2+CaO==CaSiO3高溫SiO2+H2O≠不能與水反應注意：保存堿性試劑只能用橡皮塞，酸性試劑用玻璃塞俗稱水玻璃，我是粘結劑哦酸一、二氧化硅

與酸只與HF反應（特性）SiO2+4HF==SiF4

+2H2O此反應可用于工藝上雕刻玻璃，保存氫氟酸只能用塑料瓶思考二氧化硅既能與氫氧化鈉反應又能與氫氟酸反應，能否說二氧化硅是兩性氧化物？二、硅酸1.硅酸的制備方案1：利用SiO2與水反應制取方案2：強酸制弱酸提示：酸性：HCI>H2CO3>H2SiO3發散思維：硅和碳同一主族，都為+4價，碳酸制取與硅酸制取應有一定相似之處

Na2SiO3溶液呈

性，硅酸是一種

滴加酚酞試液后溶液呈

色,滴加稀鹽酸后溶液變為無色,有

結論實驗現象實驗操作Na2SiO3溶液與鹽酸和反應的化學方程式：；紅堿白色的膠狀沉淀生成Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl不溶于水的白色固體二、硅酸1.硅酸的制備↓二、硅酸1.制備Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓

+NaCl2.物理性質白色的不溶于水的固體3.化學性質極弱酸性，比碳酸還弱，不能使指示劑變色不穩定性H2SiO3＝SiO2+H2O?

干燥硅膠

濕硅膠生成的硅酸逐漸聚合而形成

，經干燥脫水就形成

，稱為

。常常用做干燥劑。硅酸用途硅酸干膠“硅膠”硅酸溶膠(2)硅酸鹽組成的表示方法：硅酸鹽的種類多、結構復雜，其組成的表示方法有兩種。①鹽化學式法：如硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣(CaSiO3)，一般適用于組成較簡單的硅酸鹽。②氧化物法：如硅酸鈉(Na2O·SiO2)、石棉(CaO·3MgO·4SiO2)、黏土的主要成分(Al2O3·2SiO2·2H2O)。-1-5、硅酸鈉（Na2SiO3）硅酸鈉是白色固體，易溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，又稱泡花堿，是一種無色粘稠的液體，是一種礦物膠，黏性很強，可以作黏膠劑和木材防火劑。

水分蒸發后燃燒水分蒸干后不燃燒硅酸鈉耐高溫，能防火，不能燃燒水加熱下易蒸發（1）、硅酸鈉的物理性質課本P77實驗4-2-1-問一問硅酸鈉水溶液久置在空氣中會出現什么現象？為什么？硅酸鈉水溶液久置在空氣中會出現白色渾濁。因為發生下列反應：（2）硅酸鈉化學性質

硅酸鈉的化學性質相對穩定，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩定性好。Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓-1-4、硅酸鹽在自然界的轉化

硅酸鹽礦石長期受到空氣中的二氧化碳和水的侵蝕后,逐漸風化分解,生成的可溶物質隨雨水流入江河、海洋，留下大量的黏土形成土壤膠體，因其表面巨大且一般帶負電，能吸收NH4+，K等營養離子，從而具有保肥能力。硅酸鹽是如何具有保肥能力的？思考●細品教材1．傳統的硅酸鹽產品陶瓷、玻璃和水泥是構成現代生活要素的最重要的無機非金屬材料，它們都是以黏土等硅酸鹽和其他無機原料在高溫下加工而成的具有一些優良性能的工業產品。(1)水泥中加石膏的作用是調節水泥的硬化速度。(2)水泥砂漿是水泥、沙子和水的混合物，水泥、沙子和碎石、水混合成混凝土，與鋼筋混合在一起就是鋼筋混凝土。(3)制造玻璃的原料中，石英是過量的，所以普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2按1∶1∶4比例混合在一起得到的物質，因此其成分表示為Na2O·CaO·6SiO2。而石英玻璃的成分就是SiO2。(4)玻璃不屬于晶體，沒有固定的熔點，只在一定范圍內軟化后熔化，稱為玻璃態物質。

特別提示：①普通玻璃：呈淡綠色，含二價鐵。②有色玻璃：藍色玻璃是普通玻璃中加入了Co2O3，紅色玻璃是加入Cu2O。③變色玻璃：普通玻璃中加入了AgI、AgBr等。④光學玻璃：普通玻璃中加入PbO2。⑤鋼化玻璃：經普通玻璃熔化后快速冷卻制成，與普通玻璃的成分相同。⑥石英玻璃：石英熔化制成。2．新型陶瓷如高溫結構陶瓷(工程陶瓷)、壓電陶瓷、透明陶瓷和超導陶瓷等，都是人們在繼承傳統硅酸鹽陶瓷的基礎上發展創新，研制出的組成各異、性能獨特的新型陶瓷。3．其他特殊功能的含硅物質如碳化硅(SiC，俗稱金剛砂)、硅橡膠、分子篩等。4．無機非金屬材料包括了傳統無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩大類。傳統無機非金屬材料是指陶瓷、水泥、玻璃等硅酸鹽產品；新型陶瓷如高溫結構陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、超導陶瓷等。-1-看一看你能指出常見的硅酸鹽產品有哪些嗎

-1-5、硅酸鹽工業產品傳統硅酸鹽工業三大產品有：玻璃、陶瓷、水泥。[練習]1.下列說法正確的是（）A.陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸鹽產品B.水晶、瑪瑙、光纖、硅膠的主要成分都是SiO2C.SiO2很穩定，與所有的酸都不反應D.將石棉（CaMg3Si4O12）化學式改寫成氧化物的形式：3(MgO·CaO)·4SiO2A●細品教材1．物理性質和重要用途硅有

和

兩種同素異形體。晶體硅是灰黑色、有

固體，

很高，硬度大。晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的

材料。晶體硅的用途廣泛。晶體硅可以用來制造

，同時

是各種計算機、微電子產品的核心。

晶體硅無定形硅金屬光澤硬而脆的熔點、沸點半導體晶體管和光電池硅芯片5.用途

晶體硅的導電性介于導體和半導體之間,是良好的半導體材料,硅是信息技術的關鍵材料硅太陽能電池電腦的中央處理器（CPU）三、硅單質1、存在：硅有晶體硅和無定形硅兩種。2、物理性質：晶體硅的結構類似于金剛石，熔點(1410℃)和沸點都很高，硬度大。3、化學性質：常溫下硅單質的化學性質不活潑導電性介于導體和絕緣體之間。Si+O2===SiO2-1-②在高溫條件下，單質硅能與O2和Cl2等非金屬單質反應。①常溫下化學性質不活潑，只能跟F2、HF和NaOH溶液反應。Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑Si＋O2SiO24、制法SiO2+2C===Si+2CO↑高溫硅單質-1-工業上，用焦炭在高溫下還原石英砂可制得粗硅①SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑

，②Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4

，③SiCl4＋2H2＝Si(純)＋4HCl。根據以上反應回答下列問題：（1）反應①中焦炭做（）A.還原劑B.氧化劑C.二者都不是（2）反應②屬于（），反應③屬于（）A.化合反應B.分解反應C.氧化還原反應D.非氧化還原反應E.置換反應4、硅的工業制備課后練習81頁AACCE課堂練習C2.下列變化中不能一步實現的是A、Na2SiO3H2SiO3B、H2SiO3SiO2C、SiO2H2SiO3D、SiO2Na2SiO3

3.在既能溶解金屬氫氧化鋁又能溶解二氧化硅的無色溶液中，能大量共存的是(

)A.

Na+、Al3+、NO3－、Cl－

B.

K+、Na+、Cl－、SiO32－C.

Fe2+、K+、SO42－、Cl－

D.

Na+、HCO3－、K+、NO3－課堂練習B4.CO2通入下列各溶液中，不會產生難溶物的是（）A、水玻璃B、石灰水C、飽和Na2CO3D、CaCl2D-1-小結:1.介紹了硅酸鹽的定義、性質和表示方法及工業產品.2.硅酸鈉的性質和用途3.硅單質的存在形式、性質、工業制備和用途4.硅酸鈉水溶液久置在空氣中會出現白色渾濁的原因。課后練習題答案1，

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