化学必修二无机非金属材料硅ppt课件

1、 第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物 第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角-硅硅硅元素的存在和结构硅元素的存在和结构（1 1在地壳中的含量居第在地壳中的含量居第 2 2 位位(2)(2)硅的原子结构：硅的原子结构：类似类似（3 3在自然界中没有在自然界中没有 的硅，只有以的硅，只有以 存在的硅，常见的是存在的硅，常见的是 、 等等游离态游离态化合态化合态二氧化硅二氧化硅硅酸盐硅酸盐1.1.硅的工业制法硅的工业制法 ： 粗硅：粗硅： 粗硅提纯：粗硅提纯：2C+ SiO2 = Si+2CO2C+ SiO2 = Si+2CO高温高温Si + 2Cl2 = SiCl4Si

2、 + 2Cl2 = SiCl4 SiCl4+ 2H2= Si+4HCl高温高温一、硅单质一、硅单质2.2.物理性质物理性质结构类似金刚石，为硬而脆的结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体灰黑色固体, , 熔点高熔点高, ,硬度大。硬度大。3.3.化学性质化学性质在常温下化学性质不活泼在常温下化学性质不活泼Si + O2 = SiO2Si + O2 = SiO2Si + 2Cl2 = SiCl4Si + 2Cl2 = SiCl44.4.用途：用途：二、二氧化硅和硅酸二、二氧化硅和硅酸1.1.二氧化硅二氧化硅SiO2SiO2）石英石英SiO2SiO2无色透明无色透明水晶水晶彩色环状层状彩色环状层状玛

3、瑙玛瑙（2 2SiO2SiO2的结构的结构: :四面体结构四面体结构网状结构网状结构决议决议具有优良的物理具有优良的物理和化学性质和化学性质基本结构单元基本结构单元（3 3物理性质：物理性质：石英坩埚石英坩埚熔沸点比较高熔沸点比较高不溶于水不溶于水硬度比较大硬度比较大（4 4化学性质：化学性质：SiO2SiO2的化学性质比较稳定的化学性质比较稳定与氢氟酸反应与氢氟酸反应: :SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2OSiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O玻璃中含有玻璃中含有SiO2SiO2，所以，所以HFHF可以雕刻玻璃。可以雕刻玻璃。（特性）（特性）SiO2SiO2属于酸性氧化物

4、：属于酸性氧化物：与碱性氧化物反应：与碱性氧化物反应：SiO2 + CaO = CaSiO3SiO2 + CaO = CaSiO3高温高温与强碱反应：与强碱反应：SiO2 SiO2 2OH 2OHSiO32SiO32H2OH2OSiO2 SiO2 2NaOH 2NaOH Na2SiO3 Na2SiO3 H2OH2O实验室盛装实验室盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶为什么用溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？橡胶塞而不用玻璃塞？硅酸钠粘合性）硅酸钠粘合性）（5 5用途：用途：水晶装饰品水晶装饰品玛瑙装饰品玛瑙装饰品石英坩埚石英坩埚光导纤维光导纤维2.2.硅酸硅酸H2SiO3H2SiO3）是一种

5、很弱的酸是一种很弱的酸 （比碳酸的酸性还弱）（比碳酸的酸性还弱）思索：实验室如何制备思索：实验室如何制备H2SiO3H2SiO3强酸制弱酸强酸制弱酸原理：原理：Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体）胶体）溶解度很小溶解度很小H2SiO3H2SiO3干燥脱水干燥脱水硅酸干凝胶硅酸干凝胶（硅胶）（硅胶）硅胶用途：硅胶用途： 干燥剂、催化剂的载体干燥剂、催化剂的载体三、硅酸盐：三、硅酸盐： （SiO32-SiO32-盐）盐）硅酸盐结构复杂的固态化合物，一般都不溶于水。硅酸盐结构复杂的固态化合物，一般都不溶

6、于水。1.1.硅酸钠硅酸钠Na2SiO3Na2SiO3）最简单的硅酸盐最简单的硅酸盐其水溶液称为水玻璃其水溶液称为水玻璃制备硅胶制备硅胶 木材防火剂及黏胶剂等。木材防火剂及黏胶剂等。 实验实验4-24-2Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3H2SiO3思索：思索：硅酸钠水溶液水玻璃硅酸钠水溶液水玻璃长期放置在空气中会变长期放置在空气中会变浑浊？浑浊？2.2.硅酸盐产品：硅酸盐产品：（1 1陶瓷：陶瓷：原料：原料：Al2O32SiO22H2OAl2O32SiO22H2O黏土）黏土） 生产过程：生产

7、过程：复杂结构的硅复杂结构的硅酸盐用二氧化酸盐用二氧化硅和金属氧化硅和金属氧化物的形式表示。物的形式表示。陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点高温、绝缘、易成型等许多优点(2)(2)玻璃：玻璃：原料：纯碱、石灰石、石英原料：纯碱、石灰石、石英原理：原理：Na2CO3+ SiO2 = Na2SiO3 + CO2高温高温CaCO3+ SiO2 = CaSiO3 + CO2高温高温普通玻璃的成分普通玻璃的成分: :Na2SiO3Na2SiO3、CaSiO3CaSiO3和和SiO2SiO2组成组成的混合物。的混合物。几种常见玻璃简介几种常见玻璃简介普通玻璃普通玻璃因混有二价铁的化合物显浅绿色因混有二价铁的化合物显浅绿色蓝玻璃蓝玻璃红玻璃红玻璃化学仪器玻璃化学仪器玻璃光学仪器玻璃光学仪器玻璃加入加入PbO钢化玻璃钢化玻璃光导纤维光导纤维加入加入Co2O3加入加入Cu2O提高提高SiO2的含量或加入的含量或加入B2O3加热到软化温度时急速冷却加热到软化温度时急速冷却变色玻璃变色玻璃加入加入AgBr和微量和微量CuO石英玻璃纤维高纯度的石英玻璃纤维高纯度的SiO2）玻璃无固定的熔沸点，在一定玻璃无固定的熔沸点，在一定温度范围内软化。温度范围内软化。性能：性能：(3)(3)水泥：水泥：（1 1原料：石灰石，