硅课件正式

第四章非金属及其化合物硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。元素在地壳中的含量12345678910氧48.6%硅26.3%铝7.73%铁4.75%一、硅的存在：◇地壳中含量位于第二。仅次于氧。◇均以化合态形式存在,没有游离态。（主要以二氧化硅和硅酸盐是形式存在）二、物理性质硅的同素异形体：晶体硅：灰黑色固体，金属光泽，结构类似金刚石，熔点高，硬度大，具有脆性。良好的半导体材料。晶体硅无定形硅从原子结构认识硅硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子，所以硅的化学性质不活泼,主要形成+4化合物例如:SiO2和H2SiO3及SiO32-。CSi三、化学性质最外层四个电子，不易得、也不易失电子，主要形成+4价化合物。（1）在常温下化学性质不活泼，只与F2、HF溶液和NaOH溶液反应。Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2F2=SiF4Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Si+O2=SiO2Si+2Cl2=SiCl4（2）在加热或高温下可以与Cl2、O2、C等反应。Si+C=SiC高温SiC:俗称金刚砂，具有金刚石的结构和硬度，可做砂纸砂轮的磨料。四、用途良好的半导体材料，硅太阳能电池，光电池，晶体管，光电池，硅芯片，集成电路等。硅钢：具有导磁性，做变压器的铁芯。下列关于硅的说法中，不正确的是()A．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应C水晶玛瑙一、SiO2的存在二氧化硅天然的二氧化硅也叫硅石，分为晶体形和无定形。石英、水晶、玛瑙、光导纤维、沙子主要成分都是二氧化硅。SiO二、SiO2的结构。化学式：SiO2无分子式SiO2晶体是正四面体空间网状结构，每个Si周围结合4个O，同时每个O周围结合2个Si。Si、O的个数比为1：2。化学式：SiO2无分子式天然为无色透明的晶体，熔点高，硬度大，不溶于水。三、SiO2的物理性质四、SiO2的化学性质（很不活泼，与水和强酸都不反应）高温1.具有酸性氧化物的通性SiO2＋CaO=CaSiO3与强碱反应：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O硅酸钠与碱性氧化物反应：（SiO2＋2OH-=SiO32-＋H2O）实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？SiO2＋2NaOH=Na2SiO3(有粘性)＋H2O想一想2、特性：唯一能与之反应的酸——HF溶液SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O（此反应常用于雕刻玻璃）实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？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。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O想一想SiO2+2CSi+2CO↑＝高温3、在高温下能与还原剂反应（可利用这个反应制粗硅）4、与盐反应Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高温原理：高温条件下难挥发的酸酐可以把易挥发的酸酐从其盐中置换出来。五、二氧化硅的用途：石英制品(1)可做光导纤维。(2)沙子是基本的建筑材料。(3)可做石英坩埚、石英钟、石英表、眼镜片、化学仪器、工艺饰品等。四、硅的工业制法粗硅：2C+SiO2=Si+2CO↑（隔绝空气）纯硅：Si+2Cl2=SiCl4（液态，易挥发）SiCl4+2H2=Si+4HCl（高纯硅）高温硅酸：一、H2SiO3的物性白色、胶状、不溶于水。二、H2SiO3的化性（1）弱酸性：极弱的二元酸，比碳酸的酸性弱。与强碱发生中和反应H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O用H2CO3也可制得H2SiO3，可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓（SiO32-+H2O+CO2==CO32-+H2SiO3↓）(H2SiO3+2OH-==SiO32-+2H2O)②不稳定,受热易分解∆H2SiO3==H2O+SiO2三、H2SiO3的制备（不可以由SiO2和H2O反应制备）SiO2Na2SiO3H2SiO3NaOHCO2＋H2OHClSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2ONa2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓反应方程式：四、H2SiO3的用途见课本硅酸盐一、定义：是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。化学性质稳定，一般不溶于水。二、硅酸钠Na2SiO3（最简单的硅酸盐）1.物性：白色固体，可溶于水，其水溶液为无色黏稠状液体，具有黏性，俗称水玻璃，或者泡花碱。不燃烧，热稳定性好。实验4-2（硅酸钠的阻燃性）放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论当水分蒸发后不易燃烧当水分蒸发后燃烧用水玻璃浸泡过的木条或滤纸可防火。2.化学性质：放置在空气中容易变质。Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓3.用途：可做黏合剂，木材、纺织物的防腐剂、灭火剂、耐火材料等。三.硅酸盐的表示方法：氧化物法：保持原有各元素化合价不变，按顺序写出各种元素的氧化物。顺序：m活泼金属氧化物·n较活泼金属氧化物·xSiO2·yH2O硅酸钠（Na2SiO3）:Na2O·SiO2镁橄榄石（Mg2SiO4）:2MgO·SiO2钙沸石（CaAl2Si3H6O13）:CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O长石（KAlSi3O8）:K2O·Al2O3·6SiO2注：若出现分数，则化为整数。四、用途硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃陶瓷：原料——黏土玻璃：原料——纯碱、石灰石、石英水泥：原料——黏土、石灰石陶瓷日用器皿、建筑饰材、卫生洁具玻璃普通玻璃:以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。玻璃无固定熔点。(Na2CO3)（SiO2）Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高温水泥以黏土和石灰石为主要原料，在水泥回转窑中制得。具有特殊功能的含硅物质1.碳化硅（SiC俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。2.硅钢高导磁性用作变压器铁芯4.分子筛吸附剂、催化剂具有均匀微孔结构的铝硅酸盐3.硅橡胶良好的弹性硅的特性1．非金属单质一般为非导体(石墨能导电)，硅的晶体是良好的半导体材料。2．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C==Si＋2CO↑。3．非金属单质跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液作用放出H2。Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。4．非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。5．酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF作用。6．SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。7．无机酸一般易于溶水，但H2SiO3难溶于水。8．硅酸钠水溶液称泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。试剂二氧化硅氢氧化钠溶液氢氟酸浓硫酸试剂瓶细口磨口塞广口瓶细口塑料瓶细口橡皮塞实验室有五种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。5．单质A溶于强碱液，A燃烧生成某高熔点的氧化物B，B也不溶于强酸而能与强碱反应。B与纯碱在高温下反应能生成C和气体D，气体D通入C溶液可得白色沉淀E，E放在干燥空气中易失水变成F，F加热再失水可得B。写出分子式：A________B________C________D________E_______F________。并写出下列反应方程式：（1）A与强碱溶液的反应______________________________________（2）B与纯碱共熔______________________________________（3）C与D反应______________________________________（4）F失水___________________________________________Si2SiO32SiONa2CO44SiOH32SiOH23222HSiONaOH2NaOHSi高温322CONaSiO232COSiONa44322232SiOHCONaO2HCOSiONaOHSiOSiOH2232要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适的试剂是（）A.纯碱溶液B.盐酸C.硫酸D.苛性钠溶液练一练B练一练下列反应能说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↑B练一练下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是()A.烧碱溶液B.浓硫酸C.氢氟酸D.碳酸钠溶液C练一练将过量的CO2分别通入：①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③Ca(OH)2溶液；④饱和Na2CO3溶液；⑤NaAlO2溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是（）A．①②③B．②④⑤C．②③⑤D．②③④B