非金属及其化合物--复习课

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1、非金属及其化合物复习课第一节无机非金属材料---硅非金属元素在地壳中的含量一、硅的存在和结构：1、硅的存在：(1)硅在地壳中的含量仅次于氧,为26.3%(2)硅是一种亲氧元素,主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。2、硅的结构：正四价3、主要物理性质结构类似金刚石，灰黑色、硬而脆有金属光泽的固体熔点、沸点高硬度大4、化学性质：不活泼(1)常温下：与氢氟酸，氟气，强碱溶液反应①Si+2F2=SiF4②Si+4HF=SiF4↑+2H2↑③Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑(2)加热（或高温）时：与O2、Cl2、C、N2等非金属反应。Si+O2==SiO2△Si+2Cl2=

2、=SiCl4△Si+C===SiC（碳化硅，俗称金刚砂）高温3Si+4N2===Si3N4（氮化硅，新型陶瓷材料）高温（3）浓硫酸、浓硝酸、KMnO4溶液等常温下都不与硅起反应。5、用途：高纯硅：重要的半导体材料，信息技术的关键材料，主要用于制造硅芯片，应用于计算机、集成电路、晶体管等半导体材料中，还用于制造光电池。合金变压器铁芯（含硅4%的钢有导磁性）耐酸设备（含硅15%左右的钢有耐酸性）电脑的中央处理器（CPU）光伏电池SiO2+2C===Si+2CO高温6、工业制硅：（重点）（1）制取粗硅：工业上用焦炭在电炉中还原石英砂（主要成分SiO2）制得粗硅6、工业制硅：（重点）S

3、i（粗）+2Cl2===SiCl4SiCl4+2H2===Si（纯）+4HCl高温高温（2）粗硅提纯：含杂质的Si与Cl2（或HCl）在高温下反应，生成的SiCl4（或SiHCl3）是沸点低的液体，蒸馏分离获得纯净的SiCl4（或SiHCl3），再用氢气还原得到高纯SiSi（粗）+3HCl====SiHCl3+H2SiHCl3+H2====Si（纯）+3HCl300°CCu或Ag粉1100°C高考化学高频考点——硅及其化合物十“反常”1、硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。SiO2＋2C=Si＋2CO↑2、非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与HF反

4、应，而且还有H2生成。Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑3、非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然。Si＋2NaOH＋H2O==Na2SiO3＋2H2↑4、虽然SiO2是硅酸的酸酐，但却不能用SiO2与水反应制备硅酸，只能用可溶性硅酸盐跟酸作用来制备。5、酸性氧化物一般不与酸反应(除氧化还原反应外)，而二氧化硅却能与氢氟酸反应。6、非金属氧化物一般是分子晶体，而二氧化硅却是原子晶体。7、无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。8、通常所说的某酸盐为一种酸根的盐，而硅酸盐却是多种硅酸(H2SiO3、H4SiO4、H2Si2O5、H6Si2O7等)的盐的总称。9、

5、较强的酸能把较弱的酸从其盐溶液中制取出来，这是复分解反应的一般规律，由此对于反应Na2SiO3＋CO2＋H2O==Na2CO3＋H4SiO4↓的发生是不难理解的，而反应Na2CO3＋SiO2=Na2SiO3＋CO2↑居然也能进行。10、硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，但它和玻璃的化学成分并不相同。硅酸钠也叫泡花碱，但它是盐而不是碱。钢化玻璃与普通玻璃成分相同，水晶玻璃与玻璃成分不同。二、二氧化硅和硅酸思考1：什么是硅石、石英、水晶、玛瑙？讨论：试画出由硅石开始分类的树状分布图硅石结晶形（石英）无定形（硅藻土）水晶玛瑙1、二氧化硅的存在：结晶形、无定形：石英、水晶、玛瑙、硅藻土2、Si

6、O2晶体结构：正四面体的空间网状结构3、物理性质：难溶于水，熔点高，硬度大。4、SiO2的化学性质—性质稳定,不活泼二氧化硅①难溶于水，不与水反应②不与酸反应：除氢氟酸以外（特性）SiO2+4HF==SiF4+2H2O③是酸性氧化物,能与碱性氧化物或强碱反应SiO2+CaO===CaSiO3SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O高温5.由于SiO2具有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用着二氧化硅的用途:制造硅，制造光导纤维、化学仪器，光学镜片，石英坩埚，仪器轴承，制造硅酸盐材料等，沙子是基本的建筑材料（1）制光导纤维水晶制

7、品石英制品6、SiO2和CO2比较思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起三、硅酸(H2SiO3)（1）组成：硅酸是由HSiO三种元素组成的一系列化合物，种类很多，如H2SiO3（硅酸）H4SiO4（原硅酸，易失水）、H6Si2O7（二聚硅酸）等。（2）性质：H2SiO3是SiO2的对应水化物（SiO2是H2SiO3的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3