1、,第四章 非金属及其化合物,第1节 无机非金属材料的主角硅（第1课时）,本节课以生活中的硅制产品微课导入，让学生了解生活中常见的硅制品，感受到化学与生活息息相关。应用初中知识-硅在自然界中的分布及含量，总结出自然界中硅主要是以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。二氧化硅的学习，由二氧化硅在自然界的存在形式入手，并采用结构、用途、性质的顺序展开，学习二氧化硅的性质是采用类比、对比的方式学习(与二氧化碳)。对学生进行学法的指导。硅酸性质的学习是从实验4-1引入，重点介绍硅酸的制备方法。 硅是无机非金属材料的主角。为了突出二氧化硅在生活中的广泛应用，采用水晶、玛瑙、硅胶等彩色图片，产生视觉冲击；玻璃雕刻工艺
2、的展示，开拓学生科学视野，培养学习化学的兴趣。 本课设计了针对性习题，与本节的知识紧密相连，让学生不仅学到知识而且培养了应用知识的技能。最后采用绘制转换关系图的方式帮助学生构建知识网络。,1、掌握二氧化硅和硅酸的性质。 2、了解二氧化硅在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。,1、硅在地壳中的含量是多少？ 2、硅在自然界中的分布情况？ 3、硅在自然界中的存在形式是什么？,硅的含量和分布,硅在地壳中的含量为26.3%,仅次于氧,硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。,硅与碳原子的结构示意图的异同点？,1、硅与碳的原子结构相似，最外层均有4个电子,2、硅
3、与碳既不易失去电子，也不易得到电子；主要形成四价化合物(显+4价),硅元素以什么形态存在于自然界？并与碳原子作比较。,硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的(与碳不同),没有游离态，只有化合态-二氧化硅、硅酸盐,1、硅在地壳中的含量仅次于 ，为26.3% 。在自然界中它总是与化合，是一种亲元素,氧化物 硅酸盐，无游离态,石灰岩 碳酸盐 碳的氧化物，有游离态,+4,+2 +4,氧,氧,氧,2、硅、碳元素的比较,一、二氧化硅、硅酸,1、二氧化硅(SiO2),(1) 存在形态,地球上存在的天然二氧化硅统称为硅石。,硅石 (12%),结晶形：石英,无定形：硅藻土,水晶(无色透明),玛瑙(有彩
4、色环带状或层状),水晶,玛瑙,硅藻土,玛瑙,水晶,(2)结构,Si,O,立体网状结构,二氧化硅中Si 与O个数比为1:2，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。,(3)SiO2 的应用,石英研钵,光导纤维,坩埚,光学纤维胃镜,根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？ SiO2这些性质是由什么决定的？,物理性质:_,化学稳定性:_,硬度大、熔点高、难溶于水,很稳定，常温下化学性质很不活泼,(4)物理性质,为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有这么大的差别？,是结构上的不同,从物质分类角度来看，二氧
5、化硅和二氧化碳都属于酸性氧化物，请你预测二氧化硅的可能具有的化学性质？,（5） SiO2化学性质性质稳定,不活泼,具有酸性氧化物的通性,SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,与碱性氧化物反应生成盐,与强碱反应生成盐和水,难溶于水，不与水反应,1、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？,玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起(不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。),2、实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？,特性与氢氟酸(HF)反应,SiO2 4HF =SiF4
6、2H2O,用途：雕刻玻璃,不可用玻璃来盛氢氟酸；而用塑料瓶,玻璃雕刻,玻璃雕刻步骤1,在玻璃表面涂上一层石蜡,玻璃雕刻步骤2,在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸,玻璃雕刻步骤3,洗掉酸并去掉石蜡,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?,错误。两性氧化物与酸、碱反应生成盐和水,CO2+2NaOH =Na2CO3+2O,SiO2+2NaOH =Na2SiO3+2O,CO2+H2O=H2CO3,不反应,与水反应,与碱反应,与碱性氧 化物反应,熔、沸点低 微溶于水,熔点高，硬度大；不溶于水,与酸反应,能与氢氟酸反应,SiO2 4HF =SiF4
7、2H2O,人工降雨，灭火等,光导纤维，石英坩埚等,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,B,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.下列物质中,主要成分不是SiO2的是（ ）A.金刚砂 B.玛瑙 C.水晶 D.石英,B,A,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。,硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。,
8、CO2H2OH2CO3 ，但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3，那如何制备H2SiO3呢？,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】,滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成,Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成了H2SiO3,Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3+ 2NaCl,Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl,1、硅酸的制备,强酸制弱酸原理（酸性：HCl H2SiO3）,SiO32- + 2H+ = H2SiO3 ,离子方程式：,把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，会有什么现象？,滴入
9、硫酸有硅酸凝胶产生,分析以上制取原理若将CO2通入 Na2SiO3溶液中有何现象? (温馨提示: 碳酸的酸性强于硅酸的酸性),Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3,有白色胶状沉淀产生,SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3,Na2SiO3溶液要密封保存。,2、物理性质: 白色，胶状，不溶于水的物质,4、用途:,可作干燥剂和催化剂的载体,3、化学性质,酸性比碳酸弱,(1)与强碱溶液反应：H2SiO3 + 2NaOH =Na2SiO3 +2H2O,唯一一种难溶性的无机酸,4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（ ）A.CO2
10、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硅酸沉淀C.SiO2常温下是固体，CO2常温下是气体 D.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沉淀,B,HF,SiF4,SiO2,Na2SiO3,H2SiO3,NaOH,HCl,CaO,CaSiO3,试剂 二氧化硅 氢氧化钠溶液 氢氟酸 浓硫酸,试剂瓶 细口磨口塞 广口瓶 细口塑料瓶 细口橡皮塞,1、 实验室有五种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。,2、下列说法正确的是（ ） ASiO2溶于水显酸性 BCO2通入水玻璃(硅酸钠的水溶液）可得硅酸 CSiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸 DSiO2晶体中不存在单个SiO2分子,B D,3、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是 ( ）A、烧碱 B、纯碱 C、氢氟酸 D、盐酸,C,4、如何以SiO2为主要原料制取硅酸 ?,SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl,
