專題1必修(1)非金屬及其化合物--第一講 無機(jī)非金屬材料主角--硅

1、1第四章非金屬及其化合物第一講無機(jī)非金屬材料主角—硅。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：SiO2的性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：SiO2的結(jié)構(gòu)、硅酸鹽的組成知識梳理在地殼里，硅的含量在所有元素中居第次于氧全部以＿＿＿＿＿態(tài)存在。硅元素位于元素周期表中的第＿＿＿周期，族：＿＿其原子結(jié)構(gòu)示意圖：＿＿＿＿＿。一、二氧化硅及硅酸1、二氧化硅(1)物理性質(zhì):二氧化硅廣泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅，SiO2不溶于水，熔點(diǎn)＿＿＿、硬度＿＿＿。水晶、石

2、英是二氧化硅晶體。(2)結(jié)構(gòu):二氧化硅晶體是由硅原子和氧原子構(gòu)成的，晶體中硅原子和氧原于的個(gè)數(shù)比為＿＿＿，Si02晶體的平面結(jié)構(gòu)圖：(3)二氧化硅出化學(xué)性質(zhì)①酸性氧化物的性質(zhì):Si02是酸性氧化物，是＿＿＿的酸酑，＿＿＿于水。常溫下Si02與NaOH溶液反應(yīng)得到硅酸鈉(Na2SiO3)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。高溫下Si02能和堿性氧化物(如CaO)反應(yīng)生成硅酸鹽，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。②常溫下，SiO

3、2能與氫氟酸(HF)反應(yīng)，此反應(yīng)常用于刻蝕玻璃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。③二氧化硅的弱氧化性:Si02高溫下與C作用可制取粗硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(4)二氧化硅的用途:①Si02是制造光導(dǎo)纖維的主要原料。②Si02常被用來制造石英表中的壓電材料(3)Si02用于制造各種玻璃制品。思考思考:(1)實(shí)驗(yàn)室為什么不用帶玻璃塞的試劑瓶盛放NaOH溶液應(yīng)用什么樣的塞子(2)Si02不溶于水，如何由Si02制取

4、H2SiO32、硅酸(1)硅酸(H2Si03)硅酸不溶于水，其酸性比碳酸的酸性＿＿＿。(2)硅酸鈉(Na2Si03):Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，常用作黏合劑。往Na2SiO3溶液中通人CO2，能制得硅酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。二、硅酸鹽1、硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)較高，大都難溶于水，(1)硅酸鹽的組成比較復(fù)雜，常用氧化物的形式表示。表示順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸?、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、水。例如：硅酸鈉(Na2S

5、i03)改寫為氧化物形式為：＿＿＿＿＿＿＿＿；鈉長石：(NaAlSi308)改寫為氧化物形式為＿＿＿＿＿＿＿＿。(2)玻璃①生產(chǎn)原料：＿＿＿＿＿＿＿＿。②生產(chǎn)設(shè)備：＿＿＿＿＿＿＿＿。③生產(chǎn)過程：把原料粉碎并按適當(dāng)比例混合后，放人玻璃熔爐中加熱、熔化，冷卻后得到普通玻璃。主要的化學(xué)反應(yīng)有：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。37.酸性氧化物一般不與酸反應(yīng)，但SiO2可以與HF酸作用：SiO24HF=SiF4↑2H2O8.硅酸不溶于水。二、為什么

6、玻璃沒有固定的熔點(diǎn)？二、為什么玻璃沒有固定的熔點(diǎn)？有規(guī)則空間排列的晶體是有固定熔點(diǎn)的。玻璃是一種玻璃態(tài)物質(zhì)，玻璃態(tài)是介于結(jié)晶態(tài)與無定形之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：它的粒子不象晶體那樣有嚴(yán)格的空間排列，但又不象無定形那樣無規(guī)則排列。人們把玻璃態(tài)的這種結(jié)構(gòu)特征稱為“短程有序而遠(yuǎn)程無序”。即從小范圍來看，它有一定的晶體排列，但從整體上看，卻像無定形物質(zhì)那樣無晶形的排列規(guī)律。所以，玻璃態(tài)物質(zhì)沒有固定的熔點(diǎn)，而是在一定的溫度范圍內(nèi)逐漸軟化

7、而變化為液態(tài)。三、玻璃瓶塞會跟三、玻璃瓶塞會跟NaOHNaOH等堿性溶液反應(yīng)，為什么等堿性溶液反應(yīng)，為什么NaOHNaOH溶液還能用玻璃瓶盛裝？溶液還能用玻璃瓶盛裝？由于玻璃不是簡單的Na2SiO3、CaSiO3、SiO2機(jī)械混合物它們相互結(jié)合為多聚硅酸的長鏈金屬陽離子處于無規(guī)則的多聚硅酸的長鏈包圍之中。所以玻璃中的Na2SiO3、CaSiO3、SiO2不是獨(dú)立存在的，即玻璃中SiO2與一般所說的是有區(qū)別的。瓶口內(nèi)側(cè)與瓶塞都是經(jīng)過磨砂處

8、理的，表面粗糙，造成堿性的液體容易滯留，并且水分蒸發(fā)，堿液濃度增大，促使二者更易反應(yīng)。其他部位因表面光滑而難于反應(yīng)。由于從組成和結(jié)構(gòu)上看多聚硅酸的長鏈與SiO2相似，所以通常把玻璃跟NaOH等堿性溶液反應(yīng)簡單地看成SiO2與堿溶液的反應(yīng)。四、二氧化硅與碳酸鈉和碳酸鈣反應(yīng)的原因四、二氧化硅與碳酸鈉和碳酸鈣反應(yīng)的原因？玻璃工業(yè)生產(chǎn)的主要原理是在強(qiáng)熱的條件下發(fā)生：Na2CO3SiO2=Na2SiO3CO2↑，CaCO3SiO2=CaSiO3C

9、O2↑上述反應(yīng)都是在高溫條件下進(jìn)行的，有利于二氧化碳從體系中揮發(fā)出來，而二氧化硅不行，所以反應(yīng)可以進(jìn)行。符合難揮發(fā)性的酸酐制取易揮發(fā)性的酸酐的道理。所以上述反應(yīng)不與“Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3↓”矛盾，因?yàn)楹笳呤窃谌芤褐羞M(jìn)行的，符合復(fù)分解反應(yīng)的原理。五、怎樣用氧化物來表示硅酸鹽？五、怎樣用氧化物來表示硅酸鹽？氧化物的順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，氧化物前系數(shù)的確定：除氧元素外，其他的元素

10、按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置系數(shù)。注意事項(xiàng)：氧化物之間用“”隔開；系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。如：正長石KAlSi3O8要寫成K2OAl2O36SiO2形式。六、碳族元素化合價(jià)有哪些特點(diǎn)？六、碳族元素化合價(jià)有哪些特點(diǎn)？碳族元素主要化合價(jià)為2和4，非金屬元素還有4價(jià)。其中Pb2價(jià)穩(wěn)定；其余的4價(jià)穩(wěn)定。典例剖析典例剖析【例1】1】向下列物質(zhì)的濃溶液中緩慢地通入過量CO2氣體，整個(gè)過程中無明顯現(xiàn)象的是A水玻璃B苯酚鈉C漂白粉D飽和碳酸鈉E氯

11、化鈣解析：解析：CO2溶于水生成碳酸，碳酸的酸性比鹽酸弱，而比硅酸、次氯酸、苯酚強(qiáng)。根據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律（弱酸不能制強(qiáng)酸），過量CO2通入硅酸鈉溶液中有白色沉淀H2SiO3生成，CO2通入苯酚鈉溶液中會生成苯酚濁液；CO2通入次氯酸鈣溶液過程中會生成碳酸鈣白色沉淀，CO2過量最終沉淀會消失；過量CO2通入飽和碳酸鈉溶液會生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉溶解度比碳酸鈉溶解度小而結(jié)晶析出；CO2通入氯化鈣溶液無明顯現(xiàn)象。答案答案：E。規(guī)律總結(jié)：規(guī)律總