《第一节 无机非金属材料的主角-硅.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一节 无机非金属材料的主角-硅.ppt（36页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1,无机非金属材料的主角 _硅,一.硅的概况 1.在地壳中含量第二 : 氧 硅 铝 铁 2.存在：没有游离态，只有化合态（主要以氧化物和硅酸盐的形式存在） 3.分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。（如图）,3,4 、硅的原子结构,硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物.,碳是构成有机物的主要元素,硅是构成岩石和许多矿物的主要元素,二、二氧化硅和硅酸,硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的(与碳不同),存在形式：,氧化物 硅酸盐,1.二氧化硅(SiO2),石英晶体是结晶的SiO2，无色透明的叫做水晶，具有彩色环带状或层状的叫玛瑙,7,玛 瑙,水
2、晶,SiO4四面体结构,网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质,2.SiO2的结构,用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。,10,物理性质:_,化学稳定性:_,硬度大、熔点高、难溶于水 纯净的SiO2晶体无色透明,很稳定,根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？ SiO2这些性质是由什么决定的？,3.二氧化硅的化学性质,与碱性氧化物反应,(1)酸性氧化物：,与强碱反应： SiO2 + 2NaOH= Na2SiO3+H2O,想一想CO2的性质,SiO2 2OHSi
3、O32H2O,(除氢氟酸外不与其它任何酸作用）,与氢氟酸（ HF ）作用： SiO2 + 4HF= SiF4 +2H2O,高温时：,想一想：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？,因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。,二氧化硅与二氧化碳的比较,均属于酸性氧化物,CO2 CaOCaCO3,CO2 2NaOH Na2CO3+H2O,SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2O,CO2 H2OH2CO3,不反应,SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O,不反应,2.硅酸（H2SiO3）,很弱的酸（酸性比碳酸还弱） 溶解度很小,如何制得硅
4、酸？能用SiO2与水反应制得吗？为什么？,由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。,实验4-1,溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变浅并接近消失时,有透明的硅酸凝胶产生.,硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。,H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3+2H2O,Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3,（1）硅酸酸性比碳酸还弱，往可可溶性 硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体可 制备硅酸,（2）与碱的反应,（3）热稳定性,用途：硅酸凝胶经脱水后得到多孔的硅胶，可以作催化剂载体和干燥剂,练习:,1.下列说法正确的是( ) A.二氧化硅溶于水显酸性 B
5、.二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶液)可以得到硅酸. C.因为高温时,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强. D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸,B,2.光纤通讯是光作为信息的载体,让光在光导纤维中传输,制造光导纤维的基本原料是( ) A 铜 B 钢 C 石英 D 铝,C,3.除去二氧化硅固体中混有的CaCO3固体,方法正确的是( ) A 加水,过滤 B 加热 C 加盐酸,过滤 D 加NaOH溶液,过滤,C,4.下列物质中能跟SiO2发生反应的是( ) A 盐酸 B 硝酸 C 硫酸 D 烧碱溶液,D,5.下列物质中主要成分不是SiO2 的是( ) A水晶 B玛
6、瑙 C硅石 D硅胶,D,3、硅酸盐,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,结构复杂：通常用金属氧化物和二氧化硅的形式表示其组成 大多数不溶于水（钾与钠盐易溶），化学性质很稳定,硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃,2、用金属氧化物和二氧化硅的形式，表示硅酸盐的组成：,硅酸钠 Na2SiO3 （Na2OSiO2）,要领：两边原子个数守恒，或比值 一致 格式：金属氧化物、二氧化硅、水 顺序：有两种以上的金属氧化物 时，按金属按活动顺序表书写,拆分原则,实验4-2,当水分蒸发后燃烧,当水分蒸发后不易燃烧,用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火,制备木材防火剂等的原料,常见硅酸盐材料： 陶瓷：
7、以粘土为原料，经心曲温烧结 而成。,水泥：以黏土和石灰石为主要原料，经 研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧 再加入石膏，研成细粉就得到普通 水泥 。,玻璃：以纯碱、石灰石和石英为原料，经 混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得的,陶瓷：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具,玻璃,水泥,具有特殊功能的含硅物质,碳化硅（金刚砂）,硅钢 导磁性良好，用作变压器铁芯,硅橡胶,分子筛,具有均匀微孔结构的 铝硅酸盐,生物陶瓷：人造骨,1.物理性质：,硅有晶体硅和无定形硅两种。 晶体硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。 导电性介于导体和绝缘体之间是良好的半导体材料。,三、硅单质,2.化学性质,常温下， 不活泼，只
8、与氟气、氢氟酸、强碱作用,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4+2H2,加热下，硅可与许多非金属反应,3、硅的工业制备,工业制备 SiO2+2C=Si+2CO,高温,Si（粗） + 2Cl2 = SiCl4,加热,高温,SiCl4 + 2H2 = Si（纯） + 4HCl,粗硅提纯：,硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。 半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命,4.硅的用途,33,34,硅单质,1.硅酸钠溶液俗称水玻璃,呈碱性.下列物质中,能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是( ) A.浓硫酸 B.水玻璃 C.氢氟酸 D 苛性碱,A,2.CO2通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是 ( ) A 石灰水 B 饱和碳酸钠溶液 C 硅酸钠溶液 D 氯化钙溶液 3.下列物质中,能够与NaOH溶液反应的是( ） A 碳酸钠 B硅酸钠 C二氧化硅 D氢氧化铝,D,CD,