高一必修一第四章----无机非金属主角(2)

1、 第四章 非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属主角无机非金属主角硅硅 第一节第一节 无机非金属主角无机非金属主角硅硅 第一节第一节 无机非金属主角无机非金属主角硅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、约占地壳总量的90%以上。 从原子角度认识硅原子既不易失去电子，也不易得到电子，主要形既不易失去电子，也不易得到电子，主要形成成共共价化合物价化合物CSi一、硅Si在地壳中含量丰富，仅次于O，约占.碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强Si在自然界中无游离态，只以化合态存在。在自然界中无游离态，只以化合态存在。化合态：硅的氧化物和硅酸盐化合态：硅的氧化物和硅酸盐1.硅的化学

2、性质：常温：Si+2F2=SiF4（与氟单质反应）Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2Si+2NaOH+4H2O=Na2SiO3+2H2+3H2O 还原剂 氧化剂Si+4HF=SiF42H2Si+O2=SiO2 高温：Si+2H2=SiH4硅晶体的结构 无机非金属主角无机非金属主角 硅硅一一 Si-2.物理性质：物理性质： 结构类似于金刚石，具有金属光泽结构类似于金刚石，具有金属光泽的灰黑色固体、熔点高、硬度大、有脆的灰黑色固体、熔点高、硬度大、有脆性，在常温性质不活泼性，在常温性质不活泼3.用途：用途：1)用作半导体材料用作半导体材料-集成电路、晶体管集成电路、晶体管2)制合金制

3、合金-变压器的铁芯、耐酸设备变压器的铁芯、耐酸设备3)制造光电池制造光电池晶体晶体无定形无定形二、SiO2结构:四面体四面体 每每1个个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子，原子，Si在中心在中心,O在四个顶角在四个顶角. 同时每同时每1个个O原子周围结合原子周围结合2个个Si原子。原子。 二氧化硅中氧原子与硅原子二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为个数比为2：1,通常用通常用SiO2来表来表示二氧化硅的组成示二氧化硅的组成.SiO茶水晶茶水晶紫水晶紫水晶蔷薇石英蔷薇石英黄水晶黄水晶水水晶晶玛瑙玛瑙2.用途：用途：1)建筑材料建筑材料-沙子沙子2)钟表器件、光学仪器钟表器件、光学仪器-石英晶体

4、石英晶体3)装饰品装饰品、工艺品、工艺品-水晶、玛瑙水晶、玛瑙4)光导纤维。光导纤维。SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3+CO2SiO2 + CaCO3 = CaSiO3+CO2这两个反应是工业生产玻璃的原理这两个反应是工业生产玻璃的原理SiO2+ 2C = Si + 2CO工业制粗硅原理为什么在实验室中盛放为什么在实验室中盛放NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ 玻璃中的玻璃中的SiO2 与与NaOH 反应生成有反应生成有黏黏性性的硅酸钠的硅酸钠，使塞和瓶粘在一起打不开。，使塞和瓶粘在一起打不开。想一想实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？答

5、：答：氢氟酸氢氟酸（HF）能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶或铅制容器或铅制容器。3.某同学根据某同学根据氢氟氢氟酸反应酸反应,推断推断氢氟酸反应氢氟酸反应，与其，与其它酸不反应。它酸不反应。二氧化硅和二氧化碳的比较二氧化硅和二氧化碳的比较（都是酸性氧化物）（都是酸性氧化物）CO2SiO2表示二氧化碳表示二氧化碳分子及其组成分子及其组成表示二氧化硅晶体表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比中硅氧原子个数比气态气态固态固态很小很小很大很大可溶于水可溶于水不溶于水不溶于水很低很低很高很高高温高温稳定稳定很稳定很稳定CO2+H2

6、O=H2CO3不反应不反应CO2+CaO = CaCO3SiO2+CaO = CaSiO3CO2+2NaOH = Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O不反应不反应SiO2+4HF = SiF4+2H2O化学性质化学性质高温高温 SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2高温高温高温高温CO2 + C = 2CO高温高温 SiO2 + 2C = Si + 2COCO2+H2O+Na2CO3 =2NaHCO3 CO2 +H2O+ CaCO3 = Ca（HCO3）2高温高温(1)水晶用于制造电子水

7、晶用于制造电子仪器的重要部件、光仪器的重要部件、光学仪器、工艺品学仪器、工艺品(2)光导纤维原料光导纤维原料(3)制玻璃制玻璃高温高温提提 纯：纯：高温高温SiCl4+2H2=Si+4HCl（高纯硅）（高纯硅）高温高温 三 硅酸 (H2SiO3)制制备备:可溶性硅酸盐（如可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应）与酸反应 硅酸是一种硅酸是一种白色粉末状白色粉末状的的固体固体，它，它不溶于水不溶于水；是一种；是一种弱弱酸，酸，不能使指示剂变色不能使指示剂变色。 硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。实验：将实验：将CO2通入通入Na2SiO3溶液中溶液中现象：现象：透明的硅酸凝胶生成透明的硅酸凝胶生成方程式：方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 + Na2CO3 结论：结论：硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱注意注意:比较酸性强弱需在水溶液中进行比较酸性强弱需在水溶液中进行 硅酸硅酸不稳定，受热易分解不稳定，受热易分解 SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na