硅和二氧化硅

,第二节,硅和二氧化硅,一、硅 (共5个要点),1、存在和状态：,(1)只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。,2、物理性质：,灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。,硅晶体的结构,SiO2 硅酸盐,3、化学性质：,不活泼,(1)常温下：, Si + 2F2 = SiF4, Si + 4HF = SiF4 + 2H2, Si + 2KOH+H2O= K2SiO3+ 2H2,注：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等常温下都不与硅起反应。,原因？,(2)加热时：与某些非金属反应,4、工业制粗硅：,粗硅提纯：,5、用途：,高纯硅：,合金：,变压器铁芯（含硅 4% 的钢有导磁性）,耐酸设备（含硅 15% 左右的钢有耐酸性）,半导体材料。,二、二氧化硅 (共4个要点),1、物理性质：,（天然二氧化硅叫硅石、石英砂）,2、化学性质：,十分稳定,SiO2晶体结构,天然的二氧化硅：,石英、水晶、硅石,硅藻土,晶体：,无定形：,坚硬难熔的固体,（酸性氧化物）,(2)常温只与氢氟酸、强碱反应,4 HF + SiO2 = SiF4+ 2H2O,2NaOH + SiO2= Na2SiO3 + H2O,2. 能否用磨口玻璃塞盛NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等强碱性溶液？,（特性）,问：1. 能否用玻璃瓶盛氢氟酸？,不能,不能,(3)高温时：,干态下物质间的反应规律: 高沸点物质（SiO2）制低沸点物质（CO2）,注意：,3、用途：,光导纤维、光学仪器、电子仪器、工艺品（水晶、玛瑙）、石英玻璃、玻璃原料和建筑材料等。,注意：硅肺病（矽肺病），长期吸入SiO2 粉尘,(1)硅酸：,硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸，其酸性比碳酸弱。,Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H4SiO4,H4SiO4 = H2SiO3 + H2O(易),4、硅酸及硅酸盐：,问：Na2SiO3溶液露置空气中有何现象？,变浑浊。,有H2SiO3析出,(2)硅酸盐：,多数不溶于水( Na2SiO3 易溶 ),金属氧化物形式：,Al2(Si2O5)(OH)4,KAlSi3Ox,X = 8,K2OAl2O36SiO2,(3)水玻璃：,无色粘稠的溶液，是一种矿物胶，做粘合剂、防腐剂。,Na2SiO3 的水溶液,Al2O32SiO2 2H2O,1下列含氧酸的酸酐不能由单质与氧气直接化合得到的是 A、H2CO3 B、H2SO4 C、H2SO3 D、H2SiO3,2空气中久置而不会变质的是 A、烧碱 B、纯碱 C、水玻璃 D、漂白粉,练习,B,B,4在反应SiO2 + 3C = SiC + 2CO中，氧化剂和还原剂的质量比是 A 7：3 B 1：2 C 5：2 D 2：1,3.Si02和C02的共同点是 A.都能与水化合生成相应的酸 B.都能与强碱溶液反应生成盐和水 C.都属于原子晶体 D.常温下都是固体,B,B,5.在一定条件下，下列物质不能和二氧化硅反应的是焦炭纯碱碳酸钙氢氟酸高氯酸氢氧化钾氧化亚铁氮气 A. B. C.和 D.只有,6.高岭土的组成可表示为：A12Si20x(OH)y，其中x、y的数值分别是 A. 7，2 B. 5，4 C. 6，3 D. 3，6,C,A,7下列物质间转化必须加入还原剂才能实现的是 A、SiO2Na2SiO3 B、SiNa2SiO3 C、SiSiCl4 D、SiCl4Si,8.下列各物质的主要成分含硅酸盐的是 石英玻璃水玻璃钢化玻璃有机玻璃玻璃纸玻璃钢 A. B. C. D.,D,C,Si,SiO2,SiF4,Na2SiO3,SiC,CaSiO3,H2SiO3,作业：1. 写出下列反应的化学方程式,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,2.已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：,现把 11.5g 钠和 4.2g 硅同时投入 100g水中，在标况下可收集到 H2 多少 L？（提示：与Si 反应的 NaOH是过量的）,解：,2Na H246g 22.4L11.5 g V1(H2),Si 2H228g 44.8L4.2g V2(H2),V 总（H2）= 5.6L + 6.72L = 12.32L, 5.6 L,V1(H2) , 6. 72L,Si,10928,晶体硅,晶体硅的晶体结构与金刚石相似，也是由一个硅原子与4个硅原子结合形成正四面体，许多这样的正四面体向周围空 间延伸形成空间网状的结构。但由于硅原子半径比碳原子半径大，所以，其熔沸点要比金刚石低，硬度要比金刚石小。,二氧化硅,10928,180,在二氧化硅晶体中，一个硅原子跟 4 个氧原子结合，同时每个氧原子跟两个硅原子结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按 1 ：2 的比例所成的立体网状结构的晶体。它的熔点（1723）沸点（2230）高，硬度大，不导电，难溶于一些常见的溶剂。,Si,O,集成电路,晶体管,2. Si + 4HF = SiF4 + 2H2,4 . Si + 2NaOH+ H2O= Na2SiO3+ 2H2,6 .SiO2 + 4HF= SiF4+ 2H2O,8 . SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3+