非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第1课时二氧化硅和硅酸1.硅的原子结构与硅元素在自然界中的存在(1)原子结构硅的原子结构示意图为,最外层有4个电子,反应中既不易失去电子也不易得到电子,主要形成+4价的化合物
(2)存在硅在地壳中的含量为26
3%,仅次于氧;硅是一种亲氧元素,在自然界中主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在,存在形态全部是化合态
2.二氧化硅(1)存在地球上二氧化硅的存在形态有结晶形和无定形两大类,统称为硅石
石英、水晶、玛瑙、光导纤维、沙子的主要成分是SiO2
(2)结构:SiO2晶体是由Si和O按1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体,每个Si与4个O结合,每个O与2个Si结合
(3)物理性质:SiO2硬度大,熔点高,不溶于水
(4)化学性质:(5)用途①沙子是基本的建筑材料
②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本材料,可以制作光导纤维
③石英和玛瑙制作饰物和工艺品
④实验室中使用石英坩埚
3.硅酸(1)硅酸的制备实验操作实验现象滴加酚酞后溶液呈红色,滴加稀盐酸后溶液变为无色,有白色胶状沉淀生成结论Na2SiO3溶液呈碱性,滴加稀盐酸后发生反应的化学方程式为Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓(2)物理性质H2SiO3是一种难溶于水的白色胶状物质
(3)化学性质①弱酸性a.硅酸酸性比碳酸弱,向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体,反应的化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3(胶体)
b.硅酸只与强碱反应,与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O
②不稳定性硅酸受热易分解,化学方程式为H2SiO3=====SiO2+H2O
(4)硅胶硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶,称为硅胶
硅酸具有强吸附性,常用作干燥剂或催化剂的载体