化学:41《无机非金属材料的主角-硅》课件(3)(新人教版必修1).ppt
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1、 第一节第一节 无机非金属材料无机非金属材料 的主角的主角硅硅化学化学必修必修 2问题问题v 自然界中的岩石、沙子、土壤是自然界中的岩石、沙子、土壤是由什么构成?由什么构成?3你还知道你还知道哪些含硅哪些含硅的物质?的物质?45水晶水晶玛瑙玛瑙6789硅硅的的广广泛泛存存在在10元素周期表元素周期表11第A族的二兄弟碳和硅豪门二杰碳元素碳元素硅元素硅元素形成了无数种构成人类和其它形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物,地球生物等的有机物,“统治统治了有机界了有机界”。煤、石油等有机化产品和材料煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石是现代化的基石地壳质量的约地壳质量的约90%90%,构成
2、了地壳,构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤,大部分岩石、沙子和土壤, “统治了地壳统治了地壳”硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异水泥等使人类生活日新月异12一、二氧化硅和硅酸 硅是一种亲氧元素,在自然界它总是与氧相互化合。硅是一种亲氧元素,在自然界它总是与氧相互化合。所以在氧化气氛包围的地球上,硅主要以熔点很高的所以在氧化气氛包围的地球上,硅主要以熔点很高的氧化物氧化物及及硅酸盐硅酸盐的形式存在。的形式存在。1、二氧化硅(二氧化硅(SiO2) SiO2是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的质
3、量的12,其存在形态有,其存在形态有结晶形结晶形和和无定形无定形两大类,通称硅石。两大类,通称硅石。SiOSiO2 2的结构的结构13玛瑙玛瑙水晶水晶晶体二氧化硅晶体二氧化硅硅藻土硅藻土中国硅藻土资源丰富。全国中国硅藻土资源丰富。全国10个省个省(区区)有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有354处,总保有储量矿石处,总保有储量矿石3.85亿吨。亿吨。仅次于美国,居世界第仅次于美国,居世界第2位。在地区分位。在地区分 布上,以吉林最多,占全国储量的布上,以吉林最多,占全国储量的54.8%,云南、福建、河北等地次之。矿床类型云南、福建、河北等地次之。矿床类型主要为火山物
4、源沉积型矿床主要为火山物源沉积型矿床(吉林长白、吉林长白、山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等)和和陆源沉积型陆源沉积型(云南寻甸、四川米易硅藻云南寻甸、四川米易硅藻土矿等土矿等)矿床。成矿时代集中在第三纪矿床。成矿时代集中在第三纪和第四纪,以第三纪为主。和第四纪,以第三纪为主。无定形二氧化硅无定形二氧化硅14光学纤维胃镜光学纤维胃镜二氧化硅的用途二氧化硅的用途15二氧化硅的用途二氧化硅的用途16 坚硬难熔的固体,熔沸点比较高,坚硬难熔的固体,熔沸点比较高,不溶于水,硬度比较大。不溶于水,硬度比较大。(1 1)物理性质:)物理性质:17(2 2)化学性质:)化学性质:(
5、a a)常温与氢氟酸()常温与氢氟酸(SiOSiO2 2很不活泼,很不活泼,HFHF是是唯一能跟其反应的酸)唯一能跟其反应的酸)4HF+SiO4HF+SiO2 2=SiF=SiF4 4+2H+2H2 2O O(b b)酸性氧化物:不溶于水,也不与水反应。)酸性氧化物:不溶于水,也不与水反应。2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O与强碱反应:与强碱反应:与碱性氧化物反应:与碱性氧化物反应:SiO2+CaO=CaSiO3高温高温( (所以,不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液,如所以,不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液,如NaOHNaOH、KOHKOH、NaNa2 2COCO3 3、NaNa2 2SiOSiO
6、3 3等溶液。等溶液。) )182.硅酸(硅酸(H2SiO3)思考:思考:1. 1.二氧化硅不溶于水,不跟水反应,二氧化硅不溶于水,不跟水反应,如何从二氧化硅来制备如何从二氧化硅来制备H H2 2SiOSiO3 3是一种很弱的酸,比碳酸的酸性还弱是一种很弱的酸,比碳酸的酸性还弱NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3 所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶,所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶,硅酸浓度较大时,则形成软而透明的、胶冻状的硅酸硅酸浓度较大时,则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶,
7、称为凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶,称为“硅胶硅胶”。硅胶多孔,吸附水分能力强,常用做实验。硅胶多孔,吸附水分能力强,常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也可以用作催室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也可以用作催化剂的载体。化剂的载体。实验实验4119二、硅酸盐 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,在硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物,自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物,一般都不溶于水,化学性质很稳定。一般都不溶于水,化学性质很稳定。 最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠(最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠(Na2SiO3
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