硅及硅的化合物.ppt

1、硅及硅的化合物,主讲人：袁小平、黎轩、张德 许伟瑜、赵志新,硅,工业制粗硅：,SiO2+2C=Si+2CO,高温,粗硅提纯：,Si+2Cl2=SiCl4,高温,SiCl4+2H2=Si+4HCl,高温,硅元素(silicon)在地壳中的含量,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。,硅的氧化物,二氧化硅又称硅石,天然硅石,玛瑙,水晶,石英：耐高温化学仪器、石英电子表 石英钟 水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、 高级工艺品和眼镜片 玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品,二氧化硅的化学性质,与酸反应：,玻璃的主要成分是SiO2，化学性质不活泼，不与水反应

2、，不与除HF外的酸反应，所以在生活中常用HF来雕刻玻璃。 化学方程式： SiO2+4HFSiF4+2H2O,。,水泥工业,原料,设备,生产过程,反应条件,水泥成分,水泥应用,硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙,石灰石、粘土、辅助原料,水 泥 回 转 窑,高温,生料熟料,建筑粘合剂,水泥工业展望,中国水泥工业明天更美好 我国水泥工业已经历了100多年的历史。旧中国的水泥工业在漫长的20世纪前50年内，步履维艰，发展缓慢，只有在新中国诞生以后，水泥工业才走一了健康发展之路。 建国后50年，水泥工业发生了翻天覆地的变化，尤其是1979年改革开放以来，随着国民经济发展和人民生活水平的不断提高，水泥工业得到迅

3、速发展，产量和质量都有有了很大提高。 水泥产量自1979年到1999年增长了7.倍，20年间我国水泥产量平均增长达11.08，水泥产量自1995年以来一直居全世界首位。其中1999年我国水泥产量占世界的3716。 我国水泥总产量虽高，但由于人口多，所以人你产量罗低。如在90年代中期，意大利、西班牙、德国、法国、美国、日本、韩国人均产量（千克）分别为584、630、434、320、339、654、1318，同期我国为412千克。从1994年至1999年，我国人均消费（千克）分别为352、399、412、428、435、472。 我国现有水泥企业8000多家，上次许可证发证企业7400家左右，而2

4、0万吨以上的企业不足10，全国水泥企业平均规模不到10万吨，与世界其它国家相经差距极大。,硅酸及其盐,硅酸（H2SiO3),（1）制取,强酸制弱酸,（2）性质：, 白色胶状，难溶（白色胶状）, 弱酸性（酸性 H2SiO3 H2CO3）, 脱水形成硅胶,Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3,用作干燥剂、吸咐剂,原理,思考与交流：CO2H2OH2CO3，我们知道SiO2不能直接和水化合成H2SiO3，那怎样制备H2SiO3呢？,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,硅酸盐,硅酸钠（Na2SiO3）：,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,Na2SiO3溶液

5、（水玻璃） 木材防火、黏胶剂等,Na2SiO3 : Na2OSiO2,Al2(Si2O5)(OH)4 : Al2O32SiO22H2O,Ca(Al2Si3O10)3H2O KAlSi3O8,钙沸石,正长石,高岭石,硅酸盐的改写： 硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分（5%）,硅酸盐在陶瓷中的应用,硅酸盐工业,1、玻璃： 原料：纯碱、石灰石和石英 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （Na2OCaO6SiO2） 2、水泥：主要原料：粘土和石灰石 石膏作用是调节水泥硬化速度 3、陶瓷：主要原料：粘土

6、 4、特殊含硅化合物碳化硅SiC，俗名金刚砂（金刚石，二氧化硅），具有的空间网状结构，硬度大，熔点高,硅酸盐在生活用具中的应用,无机非金属材料,硅酸盐产品,陶瓷,水泥,玻璃,t,硅的卤化物,硅的卤化SiX4都是无色的，常温下SiF4是气体，SiCl4和SiBr4是液体，SiI4是固体 SiF4无色,刺激性气味,再水中强烈水解(气相产物:F3SiOSiF3) 四氟化硅的制备： CaF2+H2SO4-CaSO4+2HF SiO2+4HF-SiF4+2H2O SiF4与HF相互作用生成酸性较强的氟硅酸： 2HF+ SiF4-H2(SiF6) H2（SiF6）游离态易分解,水溶液稳定,具有强酸性,硅的

7、氢化物,硅的氢化物又称硅烷(SinH2n+2) 与碳烷不同: 1.硅烷数目有限 2.硅与氢不能生成烯烃,炔烃类似不饱和化合物. 最简单的硅烷：甲硅烷SiH4(无色无臭气体 ) 甲硅烷的制取 (1)Mg2Si+4HCl2MgCl2 +SiH4 (2)SiCl4+LiAlH4 SiH4+LiCl+AlCl3 -,SiH4的性质,化学性质活泼 SiH4+2O2-SiO2+H2O 有强的还原性 SiH2+2K2MnO4-2MnO2+K2SiO3+H2O+H2 对碱十分敏感 SiH4+（n-2)H2OSiO2 nH2O+H2 （需要催化剂） 热稳定性差 SiH4(g)-Si(s)+2H2(g) （在500摄氏度）,硼和硅的相似性,硼和硅在元素周期表中处于对角线的位置，它们的化合物表现出相似性。 举