Al 7 73 O 48 60 Si 26 30 地殼中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) 第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角 硅 Si 26 30 一 硅在自然界的存在 硅的氧化物硅酸鹽 約占地殼質(zhì)量的90 硅在地殼中含量第二 是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素 硅是一種親氧元素 無(wú)游離態(tài) 在自然界中它總是與氧相互化合的 石英 水晶 大而透明棱柱狀的石英叫水晶 因含有微量雜質(zhì)的水晶會(huì)帶有不同顏色 有紫水晶 茶晶 墨晶等 瑪瑙 具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹氖⒎Q為瑪瑙 沙子 二 二氧化硅 SiO2 1 天然SiO2的存在形式 結(jié)晶形 石英晶體 無(wú)定形二氧化硅 統(tǒng)稱硅石 水晶瑪瑙沙子 硅藻土 硅藻的遺體 硅 硅Si 碳C 它們的原子既不易失去也不易得到電子 形成四價(jià)的化合物 硅是一種親氧元素 在自然界中總是與氧化合 而碳沒(méi)有此特點(diǎn) 2 結(jié)構(gòu) 原子晶體 3 物理性質(zhì) 不溶 熔點(diǎn)高 硬度大 SiO2晶體 由Si和O按1 2的比例組成的正四面體立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 無(wú)單個(gè)SiO2分子存在 注意 SiO 是表示組成的最簡(jiǎn)化學(xué)式 僅表示二氧化硅晶體中硅和氧的原子個(gè)數(shù)之比 109028 2 氧化性SiO2 2C Si 2CO 4 化學(xué)性質(zhì) 穩(wěn)定 1 酸性氧化物 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O應(yīng)用 裝NaOH的試劑瓶不能用玻璃塞 要用橡膠塞 高溫 3 特性 與氫氟酸 HF 反應(yīng)SiO2 4HF SiF4 2H2O應(yīng)用 HF用于刻蝕玻璃 用塑料瓶裝HF 思考題下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A SiO2是二氧化硅的化學(xué)式B SiO2晶體是由Si和O按1 2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體C 沙子里含無(wú)定形二氧化硅D 石英就是水晶E SiO2從古到今被人類廣泛地應(yīng)用著 是因?yàn)镾iO2的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和它在自然界的廣泛存在 CD 1 要除去SiO2中混有的少量CaO雜質(zhì) 最適宜的試劑是A 純堿溶液B 鹽酸C 硫酸D 苛性鈉溶液2 下列反應(yīng)能說(shuō)明二氧化硅是酸性氧化物的是A SiO2 2C Si 2CO B SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2OC SiO2 4HF SiF4 2H2OD SiO2 CaCO3 CaSiO3 CO2 3 下列物質(zhì)中 不能用玻璃瓶來(lái)盛裝的是A 燒堿溶液B 濃硫酸C 氫氟酸D 碳酸鈉溶液 B B C 沙子 建筑材料純凈的SiO2 現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品 光導(dǎo)纖維水晶 瑪瑙 飾物和工藝品 5 用途 P75 光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡 三 硅酸 H2SiO3 1 制備 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 膠體 2NaCl 強(qiáng)酸弱酸 Na2SiO3 H2O CO2 H2SiO3 膠體 Na2CO3 弱酸更弱酸 2 物理性質(zhì) 不溶于水的白色膠狀沉淀 3 用途 溶膠 凝膠 硅膠硅膠用作干燥劑 催化劑的載體 酸性 思考 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一次性證明酸性 鹽酸 碳酸 硅酸 并試著畫(huà)出裝置圖 稀鹽酸 大理石 飽和NaHCO3溶液 Na2SiO3溶液 4 化學(xué)性質(zhì) 酸性比碳酸還弱的弱酸 1 與堿反應(yīng) H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 2 不穩(wěn)定性 H2SiO3 SiO2 H2O 2 Na2SiO3 泡花堿 1 可溶于水 其水溶液俗稱水玻璃 顯堿性 2 用途 制備硅膠和木材防火劑等的原料 1 存在形式 天然 巖石 土壤等合成 陶瓷 玻璃 水泥等 四 硅酸鹽 很穩(wěn)定 大多不溶于水 3 硅酸鹽材料 高溫 高溫 1 將足量CO2氣體通入水玻璃中 然后加熱蒸干 再在高溫下充分灼燒 最后所得的固體物質(zhì)是 A Na2SiO3B Na2CO3 Na2SiO3C Na2CO3 SiO2D SiO2 練習(xí) A 幾種常見(jiàn)玻璃簡(jiǎn)介 普通玻璃 因混有鐵的化合物顯淺綠色 藍(lán)玻璃 紅玻璃 鉛玻璃 光學(xué)儀器玻璃 鋼化玻璃 光纖玻璃 光導(dǎo)纖維 1964年8月華裔科學(xué)家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導(dǎo)線 被譽(yù)為 纖維光學(xué)之父 比頭發(fā)絲還細(xì)的一對(duì)光導(dǎo)纖維上同時(shí)傳送3萬(wàn)門(mén)電話且中繼距離長(zhǎng)達(dá)20 50Km 保密性能好 在原料里加入某些金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里 使玻璃呈現(xiàn)出特征顏色 把普通玻璃放在電爐里加熱 使它軟化 然后急速冷卻 得到鋼化玻璃 其機(jī)械強(qiáng)度比普通玻璃大4 6倍 不易破碎 幾種常見(jiàn)的玻璃 Na2SiO3 Al2 Si2O5 OH 4 Ca Al2Si3O10 3H2O 鈣沸石 正長(zhǎng)石 高嶺石 CaO Al2O3 3SiO2 3H2O K2O Al2O3 6SiO2 活潑金屬氧化物 較活潑金屬氧化物 二氧化硅 水 Na2O SiO2 Al2O3 2SiO2 2H2O KAlSi3O8 4 硅酸鹽的表示方法 種類繁多 復(fù)雜 常用氧化物形式表示 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角 硅 五 硅單質(zhì) 2 單質(zhì)硅 晶體無(wú)定形 1 晶體硅 有金屬光澤的灰黑色固體 熔點(diǎn)高 硬度大 質(zhì)脆 SiO2 3C SiC 金剛砂 2CO 制備 SiO2 2C Si 粗硅 2CO 提純 Si 粗硅 2Cl2 SiCl4 SiCl4 2H2 Si 純 4HCl 高溫 高溫 原子晶體 正四面體立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 3 化學(xué)性質(zhì) 常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑 單質(zhì)硅在常溫下只與F2 NaOH溶液 HF三種物質(zhì)反應(yīng) Si O2 SiO2 Si 2F2 SiF4 1 與非金屬反應(yīng) 高溫 2 與NaOH 強(qiáng)堿 反應(yīng) Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 3 與HF反應(yīng) Si 4HF SiF4 2H2 集成電路 太陽(yáng)能電池 變壓器 芯片 4 應(yīng)用 良好的半導(dǎo)體 計(jì)算機(jī)芯片 太陽(yáng)能電池