无机非金属材料的主角——硅.ppt

第四章,非金属及其化合物,第一节 无机非金属材料的主角硅,一、二氧化硅及硅酸,1硅元素的存在形式。,在地壳里，硅的含量在所有元素中居第二位，仅次于氧，,全部以_态存在。,2二氧化硅。,(1)物理性质：二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英 的主要成分都是二氧化硅，SiO2 不溶于水，熔点_， 硬度_。水晶、石英是二氧化硅晶体。,化合,高,大,(2)结构：二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的，晶体 中硅原子和氧原子的个数比为_。SiO2 晶体的平面结 构图：,12,(3)二氧化硅的化学性质。,具有酸性氧化物的通性：SiO2 是酸性氧化物，是_ 的酸酐，_于水。常温下，SiO2 与 NaOH 溶液反应得到 硅酸钠(Na2SiO3)，反应的化学方程式为： _。 高温下，SiO2 能和碱性氧化物(如 CaO)反应生成硅酸盐， 反应的化学方程式为： _。,硅酸,不溶,SiO22NaOH =Na2SiO3H2O,常温下，SiO2 能与氢氟酸(HF)反应，此反应常用于刻蚀 玻璃，反应的化学方程式为： _。 二氧化硅的弱氧化性：高温下，SiO2 与 C 作用可制取粗 硅，反应的化学方程式为： _。 (4)二氧化硅的用途：SiO2 是制造光导纤维的主要原料； SiO2 常被用来制造石英表中的压电材料；SiO2 用于制造各 种玻璃制品。,SiO24HF=SiF42H2O,【思考】(1) 实验室为什么不用带玻璃塞的试剂瓶盛 放,NaOH 溶液？应使用什么样的塞子？,(2)SiO2 不溶于水，如何用 SiO2 制取 H2SiO3?,答案：玻璃中含有的SiO2与NaOH 反应生成的Na2SiO3 有黏性，将瓶口与瓶塞黏在一起。应使用橡胶塞。,答案：SiO2 先与NaOH 反应生成Na2SiO3，然后再与HCl 反应制得H2SiO3。,3硅酸。,(1) 硅酸 (H2SiO3) 不溶于水 ， 其酸性比碳酸的酸性_。,(2)硅酸的制备：常用可溶性硅酸盐与 CO2、H2O 反应制硅 酸，反应方程式为：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。,弱,二、硅酸盐,1硅酸钠(Na2SiO3): Na2SiO3 的水溶液俗称水玻璃，常用 作黏合剂。往 Na2SiO3 溶液中通入 CO2，能制得硅酸，反应的 化学方程式：_。,2硅酸盐制品性质稳定、熔点较高，大多不溶于水。 (1)硅酸盐的组成比较复杂，常用氧化物的形式表示。表示 顺序为活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水。 例如，硅酸钠(Na2SiO3)改写成氧化物的形式为_； 钠长石(NaAlSi3O8)改写成氧化物的形式为_。,Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3,Na2OSiO2,Na2OAl2O36SiO2,(2)硅酸盐工业。,三、硅单质,1硅的物理性质。,单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是_色、有 _光泽、熔点高、脆而硬的固体，是良好的_材料。,纯碱、石灰石、石英,CaSiO3、Na2SiO3、SiO2,黏土,黏土和石灰石,灰黑,金属,半导体,2硅的化学性质。 (1)硅与单质反应。,Si 与 F2 反应：_。 Si 与 O2 反应：_。 (2)硅与化合物反应。,Si 与 HF 反应：_。 Si 与 NaOH 反应：_。,Si 2F2 = SiF4 ,Si4HF=SiF42H2,Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2,3硅的制取。,自然界中没有游离态的硅，常见的含硅化合物有_ 和_等。工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含 有少量杂质的粗硅 ， 反应的化学方程式 ： _。在该反应中， 氧化剂是_，还原剂是_。,4硅的主要用途。,硅可以用来制造 _ 、 _ 、,_等。,二氧化硅,硅酸盐,SiO2,C,半导体材料,光电池,硅合金,【例1】有科学家提出硅是“21 世纪的能源”、“未来的 石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利,用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥的是(,)。,A硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料 B自然界中存在大量的单质硅 C硅燃烧放出的热量多，且燃烧产物对环境污染程度低， 容易有效控制 D自然界的硅易开采，且可再生,解析：从题目的硅是“21 世纪的能源”、“未来的石油” 的观点，可得出“从安全角度考虑，硅是最佳的燃料”的结论； 从能被开发利用的有利因素考虑，C、D 两项也合理。,答案：B,【例2】素有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶， 现存于国家地质博物馆的水晶大王就是出自东海县。水晶是较 纯净的透明的石英晶体，石英的主要成分是 SiO2。下列有关石,英的叙述不正确的是(,)。,A石英不一定是透明的晶体，可以做装饰品 B石英可以用来生产玻璃，也可以生产水泥 C石英晶体硬度最高，可以制取金刚砂(SiC) D石英可以用来制取高纯硅，也