)第四章第一节 无机非金属材料的主角—硅.ppt

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1、无机非金属材料的主角——硅优化设计设计人生2011--2012年高考第一轮复习1．了解硅单质及其主要化合物SiO2、Na2SiO3、H2SiO3的主要性质。2．了解硅酸盐工业及新型无机非金属材料的特性与应用。3．以上各部分知识的综合应用。1．硅单质硅在地壳中的含量居第位，仅次于，全部以态存在，是一种元素。主要形成价的化合物。单质硅有和形两种，是良好的材料。常温下，化学性质。2氧化合亲氧＋4晶体无定半导体不活泼2．二氧化硅(SiO2)(1)物理性质①天然的二氧化硅称为硅石，存在形态分形和形。②二氧化硅是、、的主要成分

2、，具有硬度、熔点、导电、不溶于水等性质。(2)SiO2的结构在SiO2的晶体中，每个硅原子与个氧原子结合，每个氧原子与个硅原子结合，即SiO2晶体是由Si和O按的比例所组成的空间网状结构的晶体。结晶无定岩石沙子土壤大高不421∶2正四面体(3)化学性质①酸性氧化物的通性SiO2＋CaOSiO2＋NaOH===②与碳的反应：SiO2＋C③与氢氟酸的反应：SiO2＋4HF===(4)用途SiO2可用于制造、石英坩埚、饰物等。CaSiO3Na2SiO3＋H2O2Si＋2CO↑SiF4↑＋2H2O光导纤维2思考：C与Si同

3、属第IVA元素，其相应的氧化物CO2与SiO2性质有哪些异同点？提示：CO2与SiO2比较二氧化碳二氧化硅存　在空气中存在于岩石中，硅石、石英、水晶、硅藻土都含SiO2物理性质熔、沸点低，常温下是气体，微溶于水坚硬难熔的固体，不溶于水化学性质与水CO2＋H2OH2CO3不反应与酸不反应除氢氟酸外不反应与NaOH溶液CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O与CaOCO2＋CaO===CaCO3SiO2＋CaOCaSiO3用　途饮料、制纯碱光导纤维、化学仪器、光学

4、仪器、钟表、电子部件等1．硅酸(1)性质硅酸是难溶于水的酸，其酸性比碳酸，硅酸不能使紫色石蕊试液变红色。①硅酸不稳定，受热易分解：。②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为：。弱还弱H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O③硅酸在水中易聚合形成胶体。浓度较小时——；浓度较大时——。硅酸凝胶干燥脱水→硅酸干凝胶，又称硅胶，吸附水的能力强，常用作，也用作催化剂的载体。(2)制备Na2SiO3＋2HCl===，Na2SiO3＋CO2＋H2O===。无色透明液体凝胶干燥剂2NaCl＋H2SiO

5、3↓Na2CO3＋H2SiO3↓2．硅酸盐(1)硅酸盐是由、和组成的化合物的总称。硅酸盐是一类结构复杂的物质，一般都。化学性质很，通常用和的形式表示其组成．(2)用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成。①硅酸钠：Na2SiO3；②硅酸钙：CaSiO3；③高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4。硅氧金属不溶于水稳定二氧化硅金属氧化物Na2O·SiO2CaO·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O延伸：硅酸盐由于组成比较复杂，常用氧化物形式表示。氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水氧化物前系数配置

6、原则：除氧元素外，其他元素按原子个数守恒原则配置系数。注意事项：①氧化物之间以“·”隔开；②系数配置出现分数应化为整数。硅是一种不活泼的非金属，一般情况下不易参加化学反应，常温下与O2、Cl2、浓H2SO4、浓HNO3不反应，但可与NaOH溶液、氟气、氢氟酸反应。加热时，能与氧气反应生成二氧化硅，Si＋O2SiO2，但与氧化性酸等都不反应，工业上在电炉中用碳还原二氧化硅可制得粗硅：2C＋SiO2Si＋2CO↑。二氧化硅也是一种原子晶体，不溶于水，熔点高，硬度大，由于二氧化硅中的硅氧键键能很大，所以它的化学性质稳定，

7、除氢氟酸外不与其他酸反应；二氧化硅是硅酸的酸酐，能与强碱或碱性氧化物反应生成硅酸盐；SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OSiO2＋CaOCaSiO3二氧化硅与氢氧化钠反应的产物硅酸钠，可溶于水，有粘合作用，是一种不燃、不腐的矿物胶，所以实验室盛碱溶液的试剂瓶常用橡皮塞，而不用玻璃塞。将CO2通入硅酸钠溶液可生成白色絮状沉淀H4SiO4，说明硅酸的酸性比碳酸还弱，H4SiO4易失水生成H2SiO3。【例1】(2010·原创)下列说法正确的是()A．二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应B

8、．根据反应SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑可推知硅酸酸性比碳酸强C．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸D．晶体硅常被用来制造光导纤维C硅及其化合物知识中的特例1．非金属单质一般为绝缘体(如硫)，但Si却为半导体。2．非金属单质与碱反应一般是非金属发生歧化反应(非金属单质既作氧化剂，又作还原剂)，而Si与碱液反应却只作还原剂。Si＋2NaOH＋H2