非金属及其化合物.ppt

第四章非金属及其化合物,硅,第一节无机非金属材料的主角,电白县第四中学陈冬生,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,,,,,,,,,,,,硅单质,,,,天然水晶,天然玛瑙,第一节无机非金属材料的主角,硅,第一课时二氧化硅和硅酸,硅在地壳中含量第二，硅的氧化物及硅酸盐约占地壳质量的90以上,硅的存在与分布,存在没有游离态，只有化合态分布自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。,从原子结构认识硅,C,Si,碳是构成有机物的主要元素,硅是构成岩石和许多矿物的主要元素,从原子结构认识硅,硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子、所以硅的化学性质不活泼,主要形成四价化合物。,思考碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么,碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强,Si无单质状态化合态硅的氧化物和硅酸盐,天然的SiO2硅石,,,一、二氧化硅和硅酸,（一）二氧化硅（SiO2）,1、存在,每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角.同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。,硅原子,,,,,,,,,,,二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为21，用SiO2来表示二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化学式。,[SiO4]四面体结构,立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质,2、结构,,氧原子,二氧化硅的用途,现代通信用光缆,光学纤维胃镜,用光导纤维做无开刀手术,光导纤维手术头灯,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）。,思考题什么是硅石、石英、水晶、玛瑙阅读75页,画出由硅石分类到玛瑙的树状分类图。,地球上存在的天然二氧化硅称为（统称为）硅石,硅石,,,,,结晶形（石英）,无定形,,,,,无色透明,彩色环带或层状,水晶,玛瑙,随堂练习题下列说法错误的是（）A.SiO2是二氧化硅的化学式B.SiO2晶体是由Si和O按12的比例所组成的立体网状结构的晶体C.[SiO4]四面体只存在于二氧化硅晶体中D.沙子里含无定形二氧化硅E.石英就是水晶F.SiO2从古到今被人类广泛地应用着，是因为SiO2的立体网状结构和它在自然界的广泛存在,CDE,表示二氧化碳分子及其组成,表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比,气态,固态,很小,很大,能溶于水,不溶于水,很低,很高,3、物理性质,都属酸性氧化物,水溶性,讨论,什么叫酸性氧化物初中学过的酸性氧化物的通性包括哪些方面（以CO2为例）,酸性氧化物与碱反应生成盐和水的氧化物。,与强碱反应生成盐和水,与碱性氧化物反应生成盐,4、化学性质（通常很不活泼）,,,高温,,,（1）.具有酸性氧化物的通性,SiO2＋CaO,CaSiO3,与强碱反应生成盐和水,SiO2＋2NaOH,Na2SiO3＋H2O硅酸钠,与碱性氧化物反应生成盐,（有粘性，其溶液俗称水玻璃）,SiO2＋4HF,SiF4↑＋2H2O,此反应常用于雕刻玻璃,（2）.特性----与氢氟酸HF反应,某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物。,,（3）在高温下能与还原剂反应，表现弱氧化性,SiO22C,＝,高温,Si2CO↑,SiO22Mg,高温,＝,Si2MgO,练习1.将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③CaOH2溶液；④饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是A．①②③④B．②④C．①②③D．②③,B,,,2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸,1、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞,HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。,NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。,想一想,与水反应,与碱性氧化物反应,与碱反应,CO2H2OH2CO3,CO22NaOHNa2CO3H2O,CO2Na2ONa2CO3,,不能反应,SiO22NaOHNa2SiO3H2O,能与氢氟酸反应,SiO2＋CaOCaSiO3,高温,CO2＋H2O＝H2CO3，但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3，这是一个特性。,思考SiO2不能直接和水化合成H2SiO3，那怎样制备H2SiO3呢,2.硅酸（H2SiO3）,H2SiO3是一种很弱的酸酸性比H2CO3还弱，是一种不溶性酸，是一种白色固体，它是SiO2的对应水化物。,（1）制法由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与酸反应制得的。,实验4-1,,滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生,a.Na2SiO3溶液呈碱性，b.可溶性硅酸盐与盐酸反应生成难溶于水的硅酸（先形成硅酸胶体，后形成硅酸凝胶）,Na2SiO32HCl2NaClH2SiO3↓,SiO32-2HH2SiO3↓,离子方程式,用H2CO3可制得H2SiO3，可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。,SiO32-H2OCO2CO32-H2SiO3↓,Na2SiO3H2OCO2Na2CO3H2SiO3↓,2．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3．下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是（）A．SiO22CSi2CO↑B．SiO22NaOHNa2SiO3H2OC．SiO24HFSiF4↑2H2OD．SiO2CaCO3CaSiO3CO2↑4．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.HF氢氟酸D.碳酸钠溶液,B,B,C,高温,高温,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,再见,