硅及其化合物_ppt课件.ppt

无机非金属材料的主角 硅 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 约占地壳总质量的90 以上 硅元素在自然界中的存在形式 二氧化硅 硅酸盐 硅是一种亲氧元素 氧化物硅酸盐 石灰岩碳酸盐碳的氧化物 4 2 4 碳和硅元素的比较 1 SiO2的物理性质 熔沸点高 硬度大 不溶于水 结晶形 石英 无定形 硅藻土 水晶 玛瑙 硅石 存在形式 一 二氧化硅 SiO2 每个Si原子周围结合 个O原子每个O原子周围结合 个Si原子 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2 1 2 SiO2的结构 4 2 与碱反应 与碱性氧化物 与H2O反应 3 SiO2的化学性质 CO2SiO2 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O SiO2 H2O H2SiO3 1 酸性氧化物通性 与盐反应 2 与氢氟酸 HF 反应 Si元素的亲氟性 SiO2 4HF SiF4 2H2O 玻璃中含有SiO2 所以可以用HF来蚀刻玻璃 洗掉酸并去掉石蜡 在石蜡上雕刻出花纹 向挖空部分加少量氢氟酸 在玻璃表面涂上一层石蜡 4 SiO2的用途 光导纤维 石英玻璃制化学仪器 石英表 石英钟 水晶制光学仪器和工艺品 玛瑙制精密轴承和装饰品 二 硅酸 硅酸是一种难溶于水的弱酸 实验1向Na2SiO3溶液中滴加酚酞再滴加稀盐酸 1 滴入酚酞后溶液变为红色 2 再滴入稀盐酸 溶液红色变浅至无色 同时有无色胶状物产生 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 胶体 实验现象 硅酸浓度较小时 硅酸溶胶硅酸浓度较大时 硅酸凝胶 软而透明 胶冻状 干燥脱水 硅酸干凝胶 硅胶 硅胶吸附水分能力强 常用作干燥剂 也用作催化剂的载体 硅酸的存在 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 1 实验2 设计实验比较硅酸和碳酸的酸性 实验结论 酸性 HCl H2CO3 H2SiO3 实验方案 向Na2SiO3溶液中通入CO2 实验现象 有无色胶状物产生 硅酸的化学性质 2 与强碱发生中和反应 3 不稳定 比H2CO3稳定 受热易分解 H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 2 物理性质 晶体硅带有金属光泽 灰黑色 硬而脆 熔点1410 沸点2355 是良好的半导体材料 1 种类及结构 四 硅单质 晶体硅 无定形硅 3 化学性质 常温下 硅的化学性质很稳定 除F2 HF和强碱外 硅不跟其它物质反应 Si 2F2 SiF4 Si 4HF SiF4 2H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 1 制集成电路 晶体管 光电池等的半导体材料 2 含硅4 的钢可制变压器铁芯 3 含硅15 的钢具有耐酸性 制耐酸设备 4 硅的用途 4 硅的制备和提纯过程 从沙漠到芯片 液态 可蒸馏提纯 稳定 很稳定 CO2 H2O H2CO3 不反应 CO2 CaO CaCO3 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 不反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O CO2 H2O Na2CO3 2NaHCO3CO2 H2O CaCO3 Ca HCO3 2 二氧化硅和二氧化碳的比较 小结 三 硅酸盐 由硅 氧和金属元素组成的化合物的总称 结构复杂 一般不溶于水 化学性质很稳定 1 盐化学式法 如 Na2SiO3 CaSiO3 K2SiO3等 2 氧化物化学式法 金属氧化物 活动性顺序 二氧化硅 水 表示方法 硅酸钠 Na2SiO3 俗名叫泡花碱 白色固体 易溶于水 其水溶液俗名叫水玻璃 先变干 后燃烧 仅变干 不燃烧 Na2SiO3溶液可作木材 纸张的防火剂 水玻璃是无色粘稠的液体 不能燃烧 不易被腐蚀 热稳定性强 可用作肥皂填料 木材 织物的防腐剂和防火剂 建筑 纸张的黏胶剂 1 原料 主要原料 纯碱 石灰石和石英 玻璃工业 2 成分 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 3 反应原理 4 设备 玻璃熔炉 Na2CO3 CaCO3 SiO2 高温 高温 1 水泥工业 原料 水泥特性 水泥成分 水泥应用 硅酸三钙 3CaO SiO2 硅酸二钙 2CaO SiO2 铝酸三钙 3CaO Al2O3 石灰石 黏土 水硬性 与水掺和搅拌幷静止后 很容易凝固变硬 建筑材料水下工程 水泥 沙子和水的