第四章第一节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 硅 含量 居第二位 仅次于氧 1 硅的含量和存在 存在 只有化合态 氧化物和硅酸盐 有金属光泽的灰黑色固体 熔沸点较高 硬度大 有脆性 半导体 结构与金刚石类似 2 硅原子结构示意图 和C相似 常温性质不活泼 只与氟气 氢氟酸 强碱反应 3 硅的性质 1 物理性质 2 化学性质 Si 2F2 SiF4 Si 4HF SiF4 2H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 Si有亲氧性 粗硅 制硅芯片 半导体 硅太阳能电池等 加热时能和O2 Cl2反应 3 硅的工业制法 高纯硅 4 用途 二 二氧化硅 SiO2 1 存在 2 结构 硅石 硅藻 平面结构 N Si N O 1 2 以 SiO4 四面体形成立体网状结构 每个Si结合4个O 每个O结合2个Si 水晶 玛瑙 玛瑙 石英坩埚 石英光导纤维 二氧化硅的用途 3 SiO2的用途 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原料 可以制作光导纤维 3 石英和玛瑙制作饰物和工艺品 5 SiO2的化学性质 1 稳定性 不与水 一般的酸反应 2 特性 SiO2由原子构成 没有分子 CO2由分子构成4 SiO2物理性质 熔点沸点高 硬度大 不导电 不溶于水 6 CO2和SiO2的性质比较 CO2 H2O H2CO3 不反应 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O CaO CO2 CaCO3 不反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O CO2和SiO2都是酸性氧化物 5 用途 制耐热容器 光导纤维等 思考 1 酸性氧化物都能与水反应得到酸吗 2 酸性氧化物和所有的酸都不反应吗 3 玻璃中有SiO2 氢氟酸如何保存 4 能用氢氟酸来 雕刻 玻璃吗 SiO2不能 SiO2 4HF SiF4 H2O 用塑料瓶 能 生成气体和水 三 硅酸 滴入酚酞变红 滴加盐酸溶液颜色变浅最后消失 有白色胶状沉淀生成 硅酸钠溶液呈碱性 与稀HCl发生了化学反应 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 强酸制弱酸 2 硅酸的物理性质 SiO32 2H H2SiO3 1 硅酸的制备 H2SiO3 白色胶状 难溶于水 白色胶状 3 硅酸的化学性质 3 脱水形成硅胶 Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 硅胶用作干燥剂和催化剂的载体 酸性H2SiO3 H2CO3 1 弱酸性 只与强碱反应 2 不稳定性 Na2SiO3溶液密封橡胶塞保存 1 硅单质 有金属光泽 硬度大 熔点高 常温下化学性质不活泼 但能与强碱溶液反应产生H2 常用作芯片 太阳能电池 半导体 具有立体网状结构 熔点高 硬度大 具有酸性氧化物的通性 能与氢氟酸 碱 碱性氧化物反应 常用制作耐高温的玻璃仪器 光导纤维 2 二氧化硅 3 硅酸 硅酸是难溶于水的白色沉淀 酸性比碳酸弱 CO2 H2O Na2SiO3 Na2CO3 H2SiO3 强酸 弱酸的盐 弱酸 强酸的盐 制成硅胶作干燥剂和催化剂的载体 小结 1 制造光导纤维的主要原料是 A 晶体硅B 二氧化硅C 石墨D 硅酸钠2 下列有关性质关系的比较 正确的是 A 稳定性 CO2 SiO2B 酸性 H2SiO3 H2CO3C 熔点 SiO2 CO2 干冰 D 导电能力 Si Cu3 下列溶液不能用玻璃瓶来盛装的是 A 烧碱B 硅酸钠C 氢氟酸D 碳酸钠4 除去SiO2中的CaO杂质 最适宜的试剂是 A 纯碱溶液B盐酸C硫酸D苛性钠溶液5 加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚 A 石英坩埚B 璃坩埚C 铁坩埚D 陶瓷坩埚 B C C B C 四 硅酸盐 1 定义 1 硅酸盐是一类结构复杂的物质 除K Na NH4 的硅酸盐外 其余硅酸盐一般不溶于水 2 硅酸盐化学性质很稳定 可溶性硅酸盐均能与酸 如盐酸 碳酸等 反应产生H2SiO3沉淀 3 硅酸钠溶液呈碱性 硅酸钠水溶液俗称水玻璃 可用作肥皂填料 木材防火剂及硅胶 硅酸盐是指由硅 氧和金属组成的化合物的总称 2 性质 Na2SiO3能耐高温 不能燃烧 3 硅酸盐组成的表示 硅酸钠 Na2SiO3 石棉 CaMg3Si4O12 K2O Al2O3 6SiO2 nMxOy mSiO2 PH2O 活泼金属氧化物在前 CaO 3MgO 4SiO2 4 硅酸盐工业 长石 KAlSi3O8 高岭土 Al2Si2O5 OH 4 Al2O3 2SiO2 2H2O Na2O SiO2 陶瓷烧制过程示意图 五 新型无机非金属材料 碳化硅陶瓷硬度大作磨料 高温结构陶瓷 氮化硅陶瓷 耐高温耐氧化耐腐蚀作发动机等 压电陶瓷机械能电能相互转化作点火器 透明陶瓷 氧化铝陶瓷 耐高温光学性能好作灯管车窗 超导陶瓷作高温超导材料 硅橡胶既耐高温又耐低温 新型陶瓷制成的人造骨 既耐高温又耐低温的硅橡胶制品 六 碳和硅的差异 1 自然界中C既有游离态又有化合态 而Si只有化合态 因为Si是亲氧元素 2 C和O2反应产物有CO CO2 而Si只有SiO2 3 CO2和碱反应生成正盐或酸式盐 而SiO2只生成正盐 4 Na2CO3 H2O CO2 2NaHCO3Na2SiO3 H2O SiO2不反应 6 CO32 H