无机非金属材料的主角硅二氧化硅和硅酸.ppt
无机非金属材料的主角硅,二、二氧化硅和硅酸,一、二氧化硅和硅酸,1、二氧化硅（SiO2）,(1)二氧化硅存在,无定形硅藻土,水晶,玛瑙,结晶形（石英晶体）,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,SiO2四面体,二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,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,科学视野,（二）二氧化硅的结构,猜一猜,根据上述二氧化硅的结构及学过的二氧化碳的性质你能否判断其有何物理和化学性质及用途呢？,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？,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。SiO2 2NaOH=Na2SiO3 H2O,想一想,图 4-6 实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶,3、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.是否正确?,动动脑筋,2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,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。SiO2 4HF=SiF4 2H2O,此反应常用于雕刻玻璃,不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不跟其它酸反应，而是属于酸性氧化物。,小结:二氧化硅的化学性质,可以与碱和碱性氧化物反应与氢氟酸反应（腐蚀玻璃）,SiO2 2OHSiO32H2O,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,CO2+H2O=H2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,CO2+CaO=CaCO3,不反应,SiO2 2NaOH=Na2SiO3 H2O,SiO2CaO=CaSiO3,固 态,熔点低,气 态,熔点高、硬度大,SiO2 4HF=SiF4 2H2O,人工降雨，灭火等,装饰、石英坩埚、光纤,（三）、二氧化硅的物理和化学性质,主要用作装饰、石英坩埚、光纤,（四）、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,想一想：怎样设计实验制取H2SiO3呢？,2、硅酸（H2SiO3）,温馨提示：,CO2H2OH2CO3，但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3。,(1)性质:,硅酸是一种白色固体，溶解度很小，而且是一种弱酸,酸性比H2CO3还弱。,(2)制备:,制取原理：强酸制弱酸,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不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d、静置则形成硅酸沉淀。,阅读课本P65并探究实验4-1,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,SiO32-+2H+=H2SiO3,生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用做干燥剂。,（3）用途,硅橡胶简介,神奇的硅橡胶 改变我们的生活,硅橡胶简介:硅橡胶是含有硅氧键（Si-O）的线型高分子弹性体，因而具有很高的热稳定性。并具有优异的耐臭氧老化、氧老化、光老化和天候老化的性能，同时具有优良的电绝缘性能、防霉性能和高透气性能，可以制作很多模型制品，如各种 O 型圈、垫片、皮碗、油封、活门、减震器及膜片等。由于硅橡胶具有生理惰性、无毒，与其他材料无粘着能力，并能经受多次蒸煮消毒的特点，广泛用于医疗卫生和食品工业方面，如人造心脏瓣膜、人造喉、人造血管、奶嘴和药瓶塞等。作为各种电子管或电气元件的涂层、密封，具有防潮、避尘、防震以及改进电性能的效果。,SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3,Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3,想一想,用什么实验事实能够证明硅酸的酸性比碳酸弱？,向可溶性硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体，出现白色浑浊，即用H2CO3可制得H2SiO3，可证明H2SiO3 的酸性比H2CO3弱。（强酸制弱酸）,科学视野,新型陶瓷,人造关节,二、硅酸盐,1、定义：,硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,2、性质：,硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，K2SiO3,3、表示方法：,（1）化学式法：,适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、CaSiO3等。,活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。硅酸钠：Na2SiO3 Na2OSiO2 硅酸钙：CaSiO3 CaOSiO2高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O 正长石：KAlSiO3不能写 K2OAl2O33SiO2，应写成K2OAl2O36SiO2,（2）氧化物法：,资料卡片,4、硅酸盐在自然界的转化,硅酸盐矿石长期受到空气中的二氧化碳和水的侵蚀后,逐渐风化分解,生成的可溶物质随雨水流入江河、海洋，留下大量的黏土形成土壤胶体，因其表面积巨大且一般带负电，能吸收NH4+，K等营养离子，从而具有保肥能力。,硅酸盐是如何具有保肥能力的？,思考,5、硅酸钠（Na2SiO3）,硅酸钠是白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，是一种矿物胶，黏性很强，可以作黏胶剂和木材防火剂。,阅读课本P77并探究实验4-2,水分蒸发后燃烧,水分蒸干后不燃烧,硅酸钠能防火,水不能防火,（1）、硅酸钠的物理性质,问一问,硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象？为什么？,硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。因为发生下列反应：,（2）、硅酸钠化学性质,硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好。,Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3,（3）、用途,可以作肥皂填料，还可以用做建筑、纸张的黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火剂,与盐反应,与酸反应,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl,看一看,你能指出常见的硅酸盐产品有哪些吗,科学视野,生物陶瓷,结构陶瓷,氧化铝(Al2O3)陶瓷,氮化硅(Si3N4)陶瓷,课堂练习,1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（）A.熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬,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、下列试剂能贮存在磨口玻璃塞试剂瓶里的是（）A.HF溶液 B.KOH溶液 C.盐酸 D.水玻璃,B,A,C,6.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO3,4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出C.高温下SiO2与碳酸盐 反应生成CO2D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀,5.能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末鉴别开来的试剂是（）A.NaOH溶液 B.水 C.氢氟酸 D.稀盐酸,B,C,D,谢谢各位！,
