化学——硅和二氧化硅.doc

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1、硅和二氧化硅一、硅1、硅的存在、含量、物理性质等：在自然界中，游离态的硅，只有以态存在的硅。(二氧化硅和硅酸盐)在地壳中，它的含量仅次于，居第二位。硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。1molSi有molSi—Si键。晶体硅是良好的半导体材料。2、硅的化学性质：（性质不活泼）化合价降低，得4e-，被还原(1)在常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。Si+H2O+2NaOH=Na2SiO3+2H2↑Si+4H2O+2NaOH=Na

2、2SiO3+2H2↑+3H2O化合价升高，失4e-，被氧化Si+2F2SiF4(气态)Si+4HF(2)在加热条件下，硅能跟一些非金属反应。例如，加热时，研细的硅能在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热。Si+O2Si+2H2Si+2MgSi+C3、硅的工业制备：工业上制取硅在工业上，用在高温下还原的方法可制得含有少量杂质的粗硅。             将粗硅提纯后，可以得到用作半导体材料的高纯硅。提纯过程4、硅的用途：①作为材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池。②含硅4％(质量分数)的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；③含硅15％

3、(质量分数)左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备等。二、二氧化硅1、二氧化硅的物理性质：①天然二氧化硅也叫硅石(透明的石英晶体，就是水晶)，是一种坚硬难的固体。溶于水，二氧化硅是性氧化物，它对应的水化物是（或）。②SiO2有晶体SiO2（石英、水晶、玛瑙、砂子等）和无定形SiO2（硅藻土）2、二氧化硅的化学性质（不活泼）：不与水反应，也不与酸(除外)反应，但能与性氧化物(CaO)或(NaOH)反应生成盐。 (1)不与水反应：硅酸由二氧化硅与水反应直接制得。(2)常温时：与酸反应：与溶液反应：(3) 高温下，与性氧化物反应：SiO2+CaO      与纯碱、石灰石反应：   

4、                              (4)高温下，与碳反应：SiO2+C6/6SiO2+C注：①HF不能用器皿盛装,而用盛装。②凡是盛装碱（NaOH、KOH等）以及其他碱性物质（Na2CO3、K2CO3、Na2SiO3等）的玻璃试剂瓶均不可用玻璃塞，而要用或。③比较性质应在常温下比较。3、二氧化硅的用途①光导纤维的主要原料就是二氧化硅。②石英的主要成分是，较纯净的石英可用来制造石英玻璃，制造耐高温的化学仪器、石英电子表、石英钟等。③透明的石英晶体（水晶），常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制成高级工艺品和眼镜片等。玛瑙是含有有色杂质的石英晶体，它

5、可用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品等。4、二氧化硅的结构SiO2是具有结构的晶体。在SiO2晶体中，1个硅原子与个氧原子形成个共价键，即每个硅原子周围结合个氧原子；同时每个氧原子与个硅原子结合。因此，SiO2是以Si:O=1:2形成的。因此，SiO2是式，而不是。1molSiO2有molSi—O键。三、H2SiO31、硅酸（少见的难溶酸）硅酸能由二氧化硅直接制得，只能通过与反应制取。硅酸溶于水，是一种酸，它的酸性比碳酸。能使指示剂变色。SiO2+NaOH==Na2SiO3+CO2（说明：H2CO3的酸性于H2SiO3）△Na2SiO3+HClH2SiO3====2、原硅酸（H4

6、SiO4）白色胶状物，不溶于水，在干燥空气中易失水变成白色粉末（H2SiO3）H4SiO4==H2SiO3+H2O（H4SiO4两次失水，得到SiO2）3、SiO2H4SiO4的酸酐，H2SiO3的酸酐四、硅酸钠（大多数硅酸盐都难溶于水，耐高温，不耐酸）硅酸钠的水溶液叫、，无色粘稠，是一种矿物胶，具有粘性等。可用作建筑、纸张的黏合剂，木材、织物的防腐剂、防火剂和其他防火材料。思考：为什么实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞(玻璃中含有SiO2)？解析：因为玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应，生成具有粘性的硅酸钠溶液，而把瓶塞与瓶口粘结在一起。反应方程式为：SiO2+N

7、aOH①Na2SiO3+CO2+H2O==离子方程式：(Na2SiO3溶液在空气中，应保存)②Na2SiO3+HCl==离子方程式：③Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓（如无特殊要求应按照①的写法）硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。顺序：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O。例如，硅酸钠 Na2SiO3   (Na2O·SiO2)高岭石