5.3.2硅和二氧化硅 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第五章第一节无机非金属材料 第2课时 硅和二氧化硅 适用精简高效 一、硅 1、物理性质 位置：硅元素位于元素周期表中：第二周期ⅣA族 +14 2 8 4 结构 原子的最外电子层有4个电子，既不容易得到4个电子，也不容易失去4个电子 有脆性 良好的半导体材料 熔点高 硬度大 金属光泽的灰黑色固体 2、化学性质 在加热条件下，硅能与一些非金属单质发生反应 Si ＋ C === SiC 高温 常温下硅的化学性质不活泼，只能与HF、F2和强碱溶液反应。 Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑ Si＋2F2=SiF4 Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑ Si + O2 SiO2 Si+2Cl2 SiCl4 还原性 氧化性 二、二氧化硅 1、存在 自然界中石英和石英砂统称硅石 天然的二氧化硅 晶体二氧化硅(石英) 天然的二氧化硅 晶体二氧化硅(石英) 无定形二氧化硅——硅藻土 水晶 玛瑙 沙子 水晶 沙子 玛瑙 硅藻土 光导纤维 注意：光导纤维成分是二氧化硅 3、结构 硅氧四面体的结构示意图 O O O Si O 二氧化硅的结构示意图 4、化学性质 2、物理性质：熔点高，硬度大，难溶于水 酸性氧化物的通性 ①难溶于水，与水不反应（特殊） ②与强碱反应 SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O ③与碱性氧化物反应 SiO2 + CaO CaSiO3 高温 ④与某些盐反应 Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2↑ 高温 CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2↑ 高温 问题探究 ① SiO2与水不反应，如何通过SiO2 来制H2SiO3 ？ SiO2+ 2NaOH = Na2SiO3 + H2O Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 ②实验室中要熔化NaOH固体，手头上有三种坩埚：石英坩埚、陶瓷坩埚和铁坩埚。请大家讨论我们应当使用哪一种？ 铁坩埚。石英坩埚和陶瓷坩埚的主要成分均含SiO2，能与NaOH反应。 ③实验室盛放碱溶液的试剂瓶使用橡胶塞，而不用玻璃塞？ 已知：普通玻璃的组成中含有较多的二氧化硅 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 若使用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液，碱液能与玻璃中SiO2发生反应生成Na2SiO3，导致玻璃塞与瓶口内侧粘连而无法打开。 SiO2的特性 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 思考：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? 不正确。两性氧化物指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢氟酸反应，但并不生成盐和水。 SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O SiO2的弱氧化性 SiO2＋2C Si＋2CO↑ 思考：该反应能否说明C与Si的非金属性强弱？ 不能，因为非金属性比较的是得电子能力，表现为单质的氧化性，而该反应中C是还原剂，Si是还原产物，主要体现碳的还原性。 三、硅酸 1、物理性质 白色胶状，难溶于水 2、化学性质 （1）酸性（比碳酸酸性弱） 2NaOH＋H2SiO3=Na2SiO3＋2H2O （2）不稳定性 H2SiO3 = SiO2＋H2O △ 四、硅酸盐 1.物理性质 大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，K2SiO3 2、硅酸钠 硅酸钠俗称泡花碱、玻璃胶，是无色、透明的粘稠状固体。其水溶液俗称水玻璃，是一种矿物黏合剂和木材防火剂 硅酸钠固体 ①Na2SiO3溶液与少量的CO2反应： Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3↓ SiO32- + CO2 + H2O = CO3 2-+ H2SiO3↓ ②Na2SiO3溶液与过量的CO2反应： Na2SiO3 + 2CO2 +2 H2O = 2NaHCO3 + H2SiO3↓ SiO32- + 2CO2 +2 H2O =2HCO3- + H2SiO3↓ 为什么盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，而应使用橡胶塞？ 这是因为玻璃中的SiO2能与碱反应生成Na2SiO3，会将玻璃塞和试剂瓶黏在一起。 思考1 如何设计实验证明H2CO3的酸性大于H2SiO3? 实验方案：将CO2通入Na2SiO3溶液中 Na2SiO3溶液 现象： 产生大量气泡，并生成白色沉淀 CaCO3 盐酸 除去CO2中混有HCl气体 饱和 NaHCO3 溶液 NaSiO3溶液 √ 结论： 酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3 × CO2中混有HCl气体 思考2 课堂小结 0 Si +4 SiO2 +4 H2SiO3 +4 SiF4 C O2 NaOH、Na2CO3 HF HF、F2 +4 Na2SiO3 NaOH HCl、CO2 △ Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $