硅及其化合物课件.ppt

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1、无机非金属材料的主角—硅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,约占地壳总质量的90%以上硅元素在自然界中的存在形式：二氧化硅、硅酸盐硅是一种亲氧元素主要存在形式主要化合价原子结构示意图硅碳氧化物硅酸盐石灰岩碳酸盐碳的氧化物+4+2+4+14284+624碳和硅元素的比较1、SiO2的物理性质熔沸点高，硬度大，不溶于水结晶形：石英无定形（硅藻土）水晶玛瑙……硅石存在形式一、二氧化硅（SiO2）每个Si原子周围结合___个O原子每个O原子周围结合___个Si原子二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：12、SiO2的

2、结构42②与碱反应①与碱性氧化物③与H2O反应3、SiO2的化学性质CO2SiO2SiO2+CaO===CaSiO3高温SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+H2O≠H2SiO3（1）酸性氧化物通性④与盐反应SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑高温SiO2+CaCO3===CaSiO3+CO2↑高温（2）与氢氟酸（HF）反应－－Si元素的亲氟性SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O玻璃中含有SiO2，所以可以用HF来蚀刻玻璃洗掉酸并去掉石蜡在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸在玻璃表面涂上

3、一层石蜡4、SiO2的用途①光导纤维②石英玻璃制化学仪器③石英表、石英钟④水晶制光学仪器和工艺品⑤玛瑙制精密轴承和装饰品二、硅酸硅酸是一种难溶于水的弱酸实验1向Na2SiO3溶液中滴加酚酞再滴加稀盐酸1.滴入酚酞后溶液变为红色。2.再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有无色胶状物产生。Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3(胶体)实验现象：硅酸浓度较小时：硅酸溶胶硅酸浓度较大时：硅酸凝胶（软而透明,胶冻状）干燥脱水——硅酸干凝胶（硅胶）硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂，也用作催化剂的载体。硅酸的存在：Na2Si

4、O3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3（1）实验2：设计实验比较硅酸和碳酸的酸性实验结论：酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3实验方案：向Na2SiO3溶液中通入CO2实验现象：有无色胶状物产生硅酸的化学性质：（2）与强碱发生中和反应（3）不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解∆H2SiO3==H2O+SiO2H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O2、物理性质晶体硅带有金属光泽、灰黑色、硬而脆，熔点1410℃、沸点2355℃，是良好的半导体材料1、种类及结构四、硅单质晶体硅、无定形硅3、化学性质常温下

5、，硅的化学性质很稳定，除F2、HF和强碱外，硅不跟其它物质反应。Si+2F2==SiF4Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑（1）制集成电路、晶体管、光电池等的半导体材料（2）含硅4%的钢可制变压器铁芯（3）含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设备4、硅的用途4.硅的制备和提纯过程－－从沙漠到芯片液态，可蒸馏提纯SiO2+2C===Si+2CO↑高温SiCl4+2H2===Si+4HCl高温Si+2Cl2===SiCl4高温提纯单质硅SiO2C、高温①Cl2②H2③SiCl4SiS

6、i高纯度二氧化碳二氧化硅稳定性与水反应与碱性氧化物与碱反应与HF反应弱氧化性与盐反应稳定很稳定CO2+H2O=H2CO3不反应CO2+CaO=CaCO3高温SiO2+CaO===CaSiO3CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O不反应SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2OCO2+C===2CO高温高温SiO2+2C==Si+2CO↑CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)2SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑高温SiO

7、2+CaCO3===CaSiO3+CO2↑高温二氧化硅和二氧化碳的比较(小结)三、硅酸盐由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定（1）盐化学式法：如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3等（2）氧化物化学式法：金属氧化物（活动性顺序）•二氧化硅•水表示方法：硅酸钠（Na2SiO3），俗名叫泡花碱，白色固体，易溶于水，其水溶液俗名叫水玻璃。先变干，后燃烧仅变干，不燃烧Na2SiO3溶液可作木材、纸张的防火剂水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强。可用作肥皂填料，木材、织

8、物的防腐剂和防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。1、原料主要原料：纯碱、石灰石和石英玻璃工业2、成分Na2SiO3、CaSiO3、SiO23、反应原理Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑4、设备玻璃熔炉Na2CO3CaCO3