無機非金屬材料的主角--硅第四章非金屬及其化合物無機非金屬材料的主角--硅第四章非金屬及其化合物1硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的90%以上。硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、2硅ppt教學講解課件正式3硅ppt教學講解課件正式4硅ppt教學講解課件正式5氧48.6%硅26.3%鋁7.73%鐵4.75%氧48.6%硅26.3%鋁7.73%鐵4.75%6一、硅的存在：

地殼中含量位于第二。僅次于氧。

均以化合態形式存在,沒有游離態。（主要以二氧化硅和硅酸鹽是形式存在）

一、硅的存在：7二、物理性質硅的同素異形體：晶體硅：灰黑色固體，金屬光澤，

結構類似金剛石，熔點高，硬度大，具有脆性。良好的半導體材料。晶體硅無定形硅二、物理性質晶體硅：灰黑色固體，金屬光澤，晶體硅8硅ppt教學講解課件正式9從原子結構認識硅從原子結構認識硅10硅和碳一樣,其原子既不易失去電子，也不易得到電子，所以硅的化學性質不活潑,主要形成+4化合物例如:SiO2和H2SiO3及SiO32-。CSi硅和碳一樣,其原子既不易失去電子，也不易得到電子，所以11三、化學性質最外層四個電子，不易得、也不易失電子，主要形成+4價化合物。三、化學性質最外層四個電子，12（1）在常溫下化學性質不活潑，只與F2、HF溶液和NaOH溶液反應。Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2F2=SiF4Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑（1）在常溫下化學性質不活潑，只與F213Si+O2=SiO2Si+2Cl2=SiCl4（2）在加熱或高溫下可以與Cl2、O2、C等反應。Si+C=SiC高溫Si+O2=SiO2Si+2Cl2=14SiC:

俗稱金剛砂，具有金剛石的結構和硬度，可做砂紙砂輪的磨料。SiC:15四、用途良好的半導體材料，硅太陽能電池，光電池，晶體管，光電池，硅芯片，集成電路等。硅鋼：具有導磁性，做變壓器的鐵芯。四、用途16下列關于硅的說法中，不正確的是()A．硅是非金屬元素，它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體B．硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料C．硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質反應D．加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應C下列關于硅的說法中，不正確的是()C17硅ppt教學講解課件正式18水晶水晶19瑪瑙瑪瑙20一、SiO2的存在二氧化硅天然的二氧化硅也叫硅石，分為晶體形和無定形。石英、水晶、瑪瑙、光導纖維、沙子主要成分都是二氧化硅。

一、SiO2的存在二氧化硅21SiO二、SiO2的結構。化學式：SiO2無分子式SiO二、SiO2的結構。化學式：SiO222SiO2晶體是正四面體空間網狀結構，每個Si周圍結合4個O，同時每個O周圍結合2個Si。Si、O的個數比為1：2。化學式：SiO2無分子式SiO2晶體是正四面體空間網狀結構，化學式：SiO223天然為無色透明的晶體，熔點高，硬度大，不溶于水。三、SiO2的物理性質天然為無色透明的晶體，三、SiO2的物理性質24四、SiO2的化學性質（很不活潑，與水和強酸都不反應）高溫1.具有酸性氧化物的通性SiO2＋CaO=CaSiO3與強堿反應：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O

硅酸鈉與堿性氧化物反應：（SiO2＋2OH-=SiO32-＋H2O）四、SiO2的化學性質（很不活潑，與水和強酸都不反應）高溫125實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶

為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？SiO2＋2NaOH=Na2SiO3(有粘性)＋H2O想一想實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶

為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？262、特性：唯一能與之反應的酸——

HF溶液SiO2＋4HF=

SiF4↑＋2H2O

（此反應常用于雕刻玻璃）2、特性：唯一能與之反應的酸——

27實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？HF能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O

想一想實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？HF能腐蝕玻璃，因此，28SiO2+2CSi+2CO↑＝高溫3、在高溫下能與還原劑反應（可利用這個反應制粗硅）SiO2+2CSi+2CO↑＝高溫294、與鹽反應Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑高溫CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高溫原理：高溫條件下難揮發的酸酐可以把易揮發的酸酐從其鹽中置換出來。4、與鹽反應Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO230五、二氧化硅的用途：石英制品五、二氧化硅的用途：石英制品31(1)可做光導纖維。(2)沙子是基本的建筑材料。(3)可做石英坩堝、石英鐘、石英表、

眼鏡片、化學儀器、工藝飾品等。(1)可做光導纖維。32四、硅的工業制法粗硅：2C+SiO2=Si+2CO↑（隔絕空氣）純硅：Si+2Cl2=SiCl4（液態，易揮發）SiCl4+2H2=Si+4HCl（高純硅）高溫四、硅的工業制法高溫33硅酸：一、H2SiO3的物性白色、膠狀、不溶于水。二、H2SiO3的化性（1）弱酸性：極弱的二元酸，比碳酸的酸性弱。硅酸：一、H2SiO3的物性白色、膠狀、不溶于水。二、H2S34與強堿發生中和反應H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O用H2CO3也可制得H2SiO3，可證明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

（SiO32-+H2O+CO2==CO32-+H2SiO3↓

）(H2SiO3+2OH-==SiO32-+2H2O)與強堿發生中和反應用H2CO3也可制得H2SiO3，可證明35②不穩定,受熱易分解

?H2SiO3==H2O+SiO2三、H2SiO3的制備（不可以由SiO2和H2O反應制備）SiO2Na2SiO3H2SiO3NaOHCO2＋H2OHCl②不穩定,受熱易分解?H2SiO336SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2ONa2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓反應方程式：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2ONa2SiO37四、H2SiO3的用途見課本四、H2SiO3的用途見課本38硅酸鹽一、定義：是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。化學性質穩定，一般不溶于水。二、硅酸鈉Na2SiO3（最簡單的硅酸鹽）1.物性：

白色固體，可溶于水，其水溶液為無色黏稠狀液體，具有黏性，俗稱水玻璃，或者泡花堿。不燃燒，熱穩定性好。硅酸鹽一、定義：是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。二、硅酸39實驗4-2（硅酸鈉的阻燃性）放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現象結論當水分蒸發后不易燃燒當水分蒸發后燃燒用水玻璃浸泡過的木條或濾紙可防火。實驗4-2（硅酸鈉的阻燃性）放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和402.化學性質：放置在空氣中容易變質。Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

2.化學性質：放置在空氣中容易變質。Na2SiO3413.用途：可做黏合劑，木材、紡織物的防腐劑、滅火劑、耐火材料等。3.用途：42三.硅酸鹽的表示方法：氧化物法：保持原有各元素化合價不變，按順序寫出各種元素的氧化物。順序：

m活潑金屬氧化物·n較活潑金屬氧化物·xSiO2·yH2O三.硅酸鹽的表示方法：順序：43硅酸鈉（Na2SiO3）:Na2O·SiO2

鎂橄欖石（Mg2SiO4）:2MgO·SiO2鈣沸石（CaAl2Si3H6O13）:CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O長石（KAlSi3O8）:K2O·Al2O3·6SiO2注：若出現分數，則化為整數。硅酸鈉（Na2SiO3）:Na2O·SiO2鎂橄44四、用途硅酸鹽產品陶瓷水泥玻璃陶瓷：原料——黏土玻璃：原料——純堿、石灰石、石英水泥：原料——黏土、石灰石四、用途硅酸鹽產品陶瓷水泥玻璃陶瓷：原料——黏土45陶瓷日用器皿、建筑飾材、衛生潔具陶瓷日用器皿、建筑飾材、衛生潔具46玻璃普通玻璃:以純堿、石灰石和石英為原料，經混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得。玻璃無固定熔點。(Na2CO3)（SiO2）Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑高溫CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高溫玻璃普通玻璃:以純堿、石灰石和石47水泥以黏土和石灰石為主要原料，在水泥回轉窯中制得。水泥以黏土和石灰石為主要原料，48具有特殊功能的含硅物質1.碳化硅（SiC俗稱金剛砂），具有金剛石的結構。硬度很大，用作砂紙、砂輪的磨料。2.

硅鋼高導磁性用作變壓器鐵芯具有特殊功能的含硅物質1.碳化硅（SiC俗稱金剛砂），具有金494.分子篩

吸附劑、催化劑

具有均勻微孔結構的鋁硅酸鹽3.硅橡膠良好的彈性4.分子篩

吸附劑、催化劑

具有均勻微孔結構的鋁硅酸鹽50硅的特性1．非金屬單質一般為非導體(石墨能導電)，硅的晶體是良好的半導體材料。2．Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2C==Si＋2CO↑。3．非金屬單質跟堿作用一般無H2放出，但Si能跟強堿溶液作用放出H2。Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

硅的特性514．非金屬單質一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。5．酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能與HF作用。6．SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3。7．無機酸一般易于溶水，但H2SiO3難溶于水。8．硅酸鈉水溶液稱泡花堿或水玻璃，但卻是鹽溶液。4．非金屬單質一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：S52試劑二氧化硅氫氧化鈉溶液氫氟酸濃硫酸

試劑瓶細口磨口塞廣口瓶細口塑料瓶細口橡皮塞實驗室有五種試劑，根據它們各自的性質，必須選擇適當的試劑瓶盛放，請在對應的各種試劑瓶和所裝試劑之間進行連線。試劑試劑瓶實驗室有五種試劑，根據它們各自的性質，必須選擇適當535．單質A溶于強堿液，A燃燒生成某高熔點的氧化物B，B也不溶于強酸而能與強堿反應。B與純堿在高溫下反應能生成C和氣體D，氣體D通入C溶液可得白色沉淀E，E放在干燥空氣中易失水變成F，F加熱再失水可得B。寫出分子式：A________B________C________D________E_______F________。并寫出下列反應方程式：（1）A與強堿溶液的反應______________________________________（2）B與純堿共熔______________________________________（3）C與D反應______________________________________（4）F失水___________________________________________Si5．單質A溶于強堿液，A燃燒