第10讲 硅及其化合物(1)

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1、第10讲硅及其化合物⑴碳和硅的比较碳硅位置、原子结构示意图第2周期第AⅣ族第3周期第AⅣ族原子半径相对较小相对较大成键特点难以得失电子，主要靠共价键与其它原子结合晶体硅的结构与金刚石的结构相似，具有正四面体型结构的原子晶体物理性质晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅和锗是重要的半导体材料化学性质在高温和点燃下有强还原性点燃2C+O22CO点燃C+O2CO23C+Fe2O32Fe+3CO↑①加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。Si+O2SiO2Si+2H2SiH4②常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与

2、氟气、氢氟酸（HF）和烧碱等物质反应。Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4+H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑工业制法SiO2+2CSi+2CO↑（焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。用途作还原剂、吸附剂①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等；②制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。⑵.SiO2与CO2性质的对比：SiO2酸性氧化物CO2酸性氧化物结构空间

3、网状原子晶体分子晶体物性熔点高，硬度大熔点低，硬度小化学性质共性与H2O反应不反应，但仍是硅酸酸酐生成H2CO3是碳酸酸酐与碱反应2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2ONaOH+CO2===NaHCO32NaOH+CO2===Na2CO3+H2O（注意：NaOH与CO2的量不同，则产物不同）与盐反应SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓NaAlO2+C

4、O2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2+CaOCaSiO3CO2+CaO==CaCO3氧化-还原性SiO2+2CSi+2CO↑（工业制硅）C+2CO特性.：与酸反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O常温溶于HF，所以，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，应用塑料瓶。不反应用途①水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品②SiO2是制光导纤维的重要原料③较纯的石英用于制造石英玻璃④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料⑶.硅酸和硅酸盐〖1〗硅酸①性质：不溶于水，酸性比碳酸弱。②制备：NaSiO3+C

5、O2+H2O==Na2CO3+H2SiO3(说明碳酸酸性比硅酸酸性要强)〖2〗硅酸钠NaSiO3俗名泡花碱，水溶液俗名水玻璃。〖3〗硅酸盐及其工业①性质特征：性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。②主要原料：黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）、石英（SiO2）和长石（钾长石（KalSi3O8）K2O·Al2O3·6SiO2或钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2、高岭土[Al2Si2O5(OH)4]Al2O3·2SiO2·2H2O）。③主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等。④水泥

6、和玻璃的生产：水泥玻璃（普通）原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO·6SiO2特性水硬性（加石膏调节硬化速度）玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体注意：硅在地壳中的含量排第二位，仅次于氧元素。[基础达标1]1.光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大

7、力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是①制造光导纤维的主要原料是CaCO3；②制造光导纤维的主要原料是SiO2；③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射；④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射A．①④B．②③C．①③D．②④2．下列各组物质间，不能发生反应的是A．二氧化硅与氧化钙（高温）B．二氧化硅与氢氧化钠（常温）C．二氧化硅与碳（高温）D．二氧化硅与浓HNO3（常温）3．在①浓硝酸②水③盐酸④氢氟酸⑤氢氧化钾溶液中，能与二氧化硅

8、起化学反应的有A.①②B.②④C.④⑤D.③④4．硅元素在自然界只以化合态的形式存在，如铁矿石中的硅主要以脉石（SiO2）的形式存在。炼铁时为了除去脉石，向炼铁高炉中加入石灰石。该过程可能涉及的化学反应是A.CaCO3CaO+CO2↑B.2FeO+Si2Fe+SiO2C.SiO2+3CSiC+2COD.CaO+SiO2CaSiO35．下列盛放试剂的方法正确的是A．氢氟酸或