第十二讲 无机非金属材料的主角 硅

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1、第四章非金属及其化合物20111101编写余雪峰审核曹可德备考策略纵观近年考试试题，试题仍以对主干知识考查为主，注重对知识结论和规律的记忆和运用，重视理论联系实际，关注科学技术、社会经济和生态的协调发展，重视对考生科学素养的考查。复习本章时注意以下几个方面：1.借助于理论工具。尤其是元素周期律、氧化还原反应和平衡理论。用这些理论有效地指导非金属元素的复习和知识体系构建。2.将元素化合物知识形成知识网络。3.关注科技、生产、社会的发展。关注科技发展，了解元素化合物的新进展和新应用。4.紧密与实验、计算相结合。化学是

2、一门实验学科，将典型实验进行有效复习，与计算相结合，利于学生巩固化学的基本学科思想，如电子守恒法、物料守恒法等。第十二讲无机非金属材料的主角硅高考目标导航考纲导引考点梳理1.了解C,Si单质及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解常见的无机非金属材料的性质及用途1.碳、硅。2.CO2和SiO2。3.硅酸和硅酸盐。4.常见的无机非金属材料。基础知识梳理一、C、Si单质性质及其用途的比较。碳硅存在形态既有游离态，又有化合态；主要单质有：、、和等同素异形体在地壳中的含量仅次于氧，全部以化合态存在；主要单质有：硅和硅两

3、大类单质的物理性质金刚石熔点很，硬度很；石墨熔点很（比金刚石高）硬度较，导电，有滑腻感。晶体硅，色，光泽；与金刚石相似，熔点很，硬度很；是良好的材料。化学性质与非金属单质反应与O2反应：C+O2C+O2与O2、Cl2反应：Si+O2Si+Cl2与氧化物反应C+Fe2O3C+SiO2与FeOSi+FeO与酸反应与浓硫酸、浓硝酸反应：C+H2SO4(浓)C+HNO3(浓)只与氢氟酸反应：Si+HF=与碱反应Si+NaOH+H2O=用途金刚石用作切割工具；石墨用作电极、铅笔芯。硅钢具有很高的导磁性、耐酸性，用作变压器铁

4、芯及耐酸材料；制光电池等制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO2＋C，将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：Si十2C12SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl。二、CO2和SiO2的比较物质二氧化硅二氧化碳晶体类型物理性质硬度、熔沸点、常温下为固体、不溶于水熔沸点，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应与酸反应高温SiO2+HF=与碱反应SiO2+NaOH=高温盛碱液的试剂瓶用橡皮塞CO2+NaOH=CO2+NaOH=与盐反应高温Si

5、O2+Na2CO3＝SiO2+CaCO3＝Ca(ClO)2+CO2+H2O=CO2+Na2CO3+H2O=碱性氧化物SiO2+CaO＝CO2+Na2O＝用途光导纤维：从高纯度的SiO2或石英玻璃熔融体中，拉出的直径约100μm的细丝，这种纤维称为光导纤维。光纤通信是一种新技术，它将光信号在光导纤维中进行全反射传播，取代了电信号在铜线中的传播，达到两地通信的目的。光纤通信优点：信息传输量大，每根光缆可同时通过10亿路电话；原料来源广；质量轻，每千米27克；不怕腐蚀，铺设方便；抗电磁干扰，保密性好。石英的主要成分是S

6、iO2,可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。纯净的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。水晶或石英在受压时能产生一定的电场,这种现象被称为“压电效应”。后来这种“压电效应”被应用在电子工业及钟表工业和超声技术上。。三、硅酸及硅酸盐1.硅酸⑴物理性质：与一般的无机含氧酸不同，硅酸难溶于水。⑵化学性质：①弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为：H2SiO3+NaOH=。②不稳定性：受热易分解：H2SiO3⑶

7、制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，Na2SiO3+HCl=Na2SiO3+CO2+H2O＝（可证明硅酸酸性比碳酸还弱）。⑷用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。2、硅酸盐⑴硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。⑵硅酸钠：硅酸钠溶液俗称，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。⑶硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为Na2O·SiO2。长石（KAlSi3O8）可表示为K2O·Al2O3·6

8、SiO251。注意：硅酸盐写法与氧化物写法中各元素的化合价保持不变，原子个数比相等；表示顺序一般为：活泼金属的氧化物·较活泼金属的氧化物·二氧化硅·水四、无极非金属材料1.传统的无极非金属材料硅酸盐材料是传统的无机非金属材料：玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品，比较如下硅酸盐产品水泥玻璃陶瓷原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土反应原理发