硅及其化合物课件.ppt
第二课时,第十二讲 硅及其化合物,重难点：,1、掌握硅、二氧化硅和硅酸的性质,2、了解硅、二氧化硅和硅酸的用途,一、硅单质的存在形态、物理性质与用途,1、硅原子的结构示意图,位置：,第三周期第A族,推测性质：,最外层有4个电子，既不容易得到，也 不容易失去电子。 常温下、硅单质的化学性质不活泼,晶体硅： 正四面体空间立体结构,练习1,1、下列关于硅的说法中正确的是 （ ）,A、地壳中硅的含量稀少 B、自然界中存在大量单质硅 C、高纯度的硅被用于制作计算机芯片 D、硅的化学性质很稳定，不与非金属单质反应,C,小结：,1、硅含量在地壳中占第二位 是构成矿物和岩石的主要成分。,2、在自然界全部以化合态存在,3、高纯硅的用途 A:计算机芯片、集成电路 B:制造光电池,物性：晶体硅是具有正四面体结构的立体网状结构的晶体，带有金属光泽、灰黑色、硬而脆，熔点1410、沸点2355，密度为2.32g/cm3，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料,二、硅的化学性质,(1) 常温下，硅的化学性质很稳定，与F2、HF和强碱反应， 加热时硅也可其它物质（O2、Cl2 、H2）等反应。,Si+2F2= SiF4,Si+4HF= SiF4 +2H2,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,与唯一的酸反应,方程式与Al和NaOH溶液类似,(2)工业制法：,SiO22C Si2CO,粗硅制取：,粗硅提纯：,SiCl4 + 2H2 4HCl + Si（高纯硅）,变式练习1：制备单质硅的主要化学反应如下： SiO2+2C = Si(粗硅) + 2CO Si+2Cl2 = SiCl4 SiCl4+2H2= Si (高纯硅)+ 4HCl 下列对上述三个反应的叙述中不正确的是（ ） A为置换反应 B均为氧化还原反应 C中SiCl4是氧化剂 D. 三个反应的反应物中的硅元素均被还原,D,做题要点：本题涉及置换 反应的辨析，抓住反应的特点。 熟记氧化还原反应的特征和规律， 分清氧化剂还原剂,变式练习2： 四氯化硅还原法是当前制备较高纯度硅的一种方法，有关反应 的化学方程式为：SiCl4 （g）+ 2H2（g）= 4HCl（g） + Si（s）： 下列说法不合理的是（ ） A反应制得的硅可用于制造半导体材料 B增大压强有利于加快上述反应的化学反应速率 C高温下，氢气的还原性强于硅 D混入少量空气对上述反应无影响,D,高温,二、二氧化硅（SiO2）,练习2 下列说法正确的是（ ） A、SiO2分子由一个硅原子和两个氧原子构成 B、天然的SiO2称为硅石，其存在形态有结晶形和无定形两种 C、二氧化硅是制造光导纤维的重要材料 D、SiO2溶于水后则慢慢生成硅酸,BC,小结：,2、存在：结晶形（水晶 玛瑙 石英） 无定形（硅藻土、沙子）,3、物性：硬度大、溶沸点高、不容于水的固体,4、用途：光导纤维的原料、制耐火材料、石英玻璃、 制光学仪器和工艺品（水晶 玛瑙）,天然的二氧化硅也叫硅石，石英 晶体是结晶的二氧化硅。石英、 水晶、玛瑙的主要成分是SiO2,SiO2的用途,二氧化硅的化学性质,1、SiO2是酸性氧化物，（但不与水反应）,SiO24HFSiF42H2O,3、与氢氟酸反应,A、与氢氧化钠溶液,C、与碳酸钠/钙,B、与氧化钙/氧化钠,SiO22NaOHNa2SiO3H2O,SiO2CaO CaSiO3,与唯一的酸反应，常用于刻蚀玻璃,2、 SiO2具有弱氧化性,应用于制造玻璃,请在想一想：SiO2既可与氢氟酸反应，又可与 NaOH溶液反应，可以说明SiO2是两性氧化物吗？,C,D,B,E,A,变式训练4 （07gd6） 下列说法正确的是（ ） A、硅材料广泛应用于光纤通讯 B工艺师用盐酸刻蚀石英制作艺术品 C、水晶和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐产品 D粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应,A,变式训练5对于化学方程式SiO23C=SiC2CO， 有关叙述正确的是( )。 A反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂 B硅元素被还原了，碳元素被氧化了 C在反应中C既是氧化剂又是还原剂 D在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为12,CD,高温,三、硅酸（H2SiO3）,2.化性,（1）弱酸性：酸性比碳酸还弱，不能使紫色 石蕊试液变红,（2）不稳定性：,（3）与碱溶液反应：,（4）硅酸在水中易聚合形成胶体,1、物性：硅酸是一种白色粉末状的固体，不容于水,？,3、制备,强酸制弱酸,4、用途,A、制备硅胶,B、硅胶常作干燥剂和催化剂的载体,硅酸凝胶经干燥脱水后形成硅胶,练习4：下表中括号内的物质是杂质，试将除杂试剂和分离方法填入下表,盐酸,过滤,水,过滤,O2,加热,盐酸,过滤,C,高考扫描,2013 广东 10D/2012广东12B,(5)下列措施是否合理（ ） B 高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅,2013 广东11C,合理,写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式_。,整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈 反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反 应方程式_；,SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2,根据化合价的变化来判定另一种产物， SiHCl3中硅为+2价， H2SiO3为+4价,（2）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中， 逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释。,答案：现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气味气体生成；,解释：Na2SiO3和NH4Cl均能够水解，二者相互促进，Na2SiO3水解生 成H2SiO3，NH4Cl水解产生NH3,课堂小结,1、高纯硅的用途 A:计算机芯片、集成电路 B:制造光电池,一、化学性质,2、二氧化硅用途： A、光导纤维的原料、 B、制耐火材料、 石英玻璃、 C、制光学仪器和工艺品 （水晶 玛瑙）,3、硅酸的用途 A、制备硅胶 B、硅胶常作 干燥剂 催化剂的载体,请回答下列问题： (1)装置A中g管的作用是_ _； 装置C中的试剂是_。,平衡 压强，使液体从分液漏斗中顺利流下,浓硫酸,（2) SiCl4与H2反应的化学 方程式为_。,在装置的i处接干燥管j,谢谢大家,课后练习：,
