内容正文:
第五章 非金属及其化合物
第三节无机非金属材料
硅在自然界的存在形态:
——由于硅是一种亲氧元素,没有游离态,只有化合态,主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。
硅元素在自然界中的存在
岩石 沙子 土壤
水晶
玛瑙
硅藻土
一、二氧化硅
(1)二氧化硅的存在
石英研钵
坩埚
轴承
(2)二氧化硅的用途
二氧化硅的用途和存在 二氧化硅的物理性质
石英坩埚
轴承
沙子
熔沸点高
硬度大
不溶于水
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:____________________________
很稳定
二氧化硅的晶体结构示意图
可见Si、O个数比为 ;
故SiO2属于化学式,不是分子式
1:2
Si
O
SiO2是正四面体的空间网状结构,因此性质很稳定
判断:SiO2与CO2一样都是由相应的分子组成?
3、二氧化硅的结构
熔点高,硬度大,不溶于水,
1.物理性质:
2.化学性质:
①与碱的反应:
(1)酸性氧化物
一、二氧化硅
SiO2 + 2NaOH=Na2SiO3+H2O
②与碱性氧化物反应:
高温
SiO2 + CaO CaSiO3
③与水反应:
不反应
Na2SiO3可溶于水,其水溶液俗名水玻璃,有粘性。
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(2)在高温下与碳酸盐的反应
SiO2+Na2CO3=== CO2 +Na2SiO3
高温
SiO2+CaCO3===CO2 +CaSiO3
高温
玻璃的主要成分SiO2、Na2SiO3、CaSiO3
盛放碱性溶液时用橡胶塞。
氢
氟
酸
}制取玻璃原理
(3)特性:不与其他酸反应,只与氢氟酸反应
SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O
(玻璃花雕刻)
不能玻璃瓶用保存氢氟酸
由于SiO2既可与碱反应,也可与氢氟酸反应,所以SiO2为两性氧化物,这种说法是否正确?
×
SiO2能与HF反应为特例,其产物SiF4不是盐,所以SiO2只是酸性氧化物
(4)弱的氧化性
SiO2+2C == Si+2CO ↑
高温
(制硅单质的原理)
二氧化硅(SiO2) 二氧化碳(CO2)
物理性质
与水反应
与碱反应
与碱性氧化物反应
与酸反应
与碳反应
高温
熔沸点高、硬度大
熔沸点低、硬度小
不反应
CO2+H2O=H2CO3
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
SiO2+CaO== CaSiO3
CO2+CaO= CaCO3
高温
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
不反应
SiO2+2C== Si+2CO
高温
CO2+C== 2CO
高温
SiO2+Na2CO3 = CO2 +Na2SiO3
高温
课堂·习题
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.坚硬
D.可与烧碱反应生成盐
B
【思考】二氧化硅不溶于水,不跟水反应,如何来制备H2SiO3?
实验4-1
现 象
结 论
化学方程式
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
Na2SiO3的水溶液呈碱性,
硅酸难溶于水
滴入酚酞溶液呈红色,
滴入盐酸有白色胶状沉淀产生
通入CO2呢?
强酸
弱酸
可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。
Na2SiO3+CO2+H2O = Na2CO3+H2SiO3↓
制取原理:较强酸制较弱酸。
1.物理性质
硅酸是一种 溶于水的 胶状物。
2.化学性质
白色
不
H2SiO3===H2O+SiO2
加热
3.用途
硅酸干凝胶 “硅胶”
干燥剂
催化剂的载体
硅酸凝胶
H2SiO3
二、硅酸(H2SiO3)
(1)弱酸性:
(2)不稳定性:
酸性太弱(不能使石蕊试液变红)
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干燥剂的分类
干燥剂
酸性干燥剂:
浓硫酸、硅酸、P2O5
碱性干燥剂:
碱石灰、生石灰
中性干燥剂:
CaCl2
(不能干燥碱性气体)
(不能干燥酸性气体)
(不能干燥氨气、乙醇)
知识拓展
(一)二氧化硅
物理性质:
化学性质:
用途:
(二)硅酸
制备:
物理性质:
化学性质:
用途:
一、二氧化硅(SiO2)和硅酸(H2SiO3)
光导纤维,石英玻璃等
酸性氧化物 //
不溶