硅及其化合物总结.ppt
地壳中含量最多的元素是 _,其次是_;空气中含量最多的元素是_,其次是_。人体生理必需的食用盐是_。人类活动所产生的影响大气质量的气态物质SO2、CO、NO2等属于_类别。,非金属和金属一样,与人类的关系十分密切.,你知道吗?,第四章 非金属及其化合物,§4-1 无机非金属材料的主角硅,想一想,画出C、Si的原子结构简图，并由此分析：硅的化学性质活不活泼，为什么？硅的化合价主要是多少？,Si原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以,硅的化学性质不活泼。主要形成四价的化合物。,硅的存在,硅是一种亲氧元素.在自然界中它总是与氧相互化合，没游离态的硅。硅以化合态存在于自然界，例如：硅的氧化物和硅酸盐等，在地壳中含量居第二位。,你知道吗?,常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有？,单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常牢固，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。,一、二氧化硅（SiO2）和硅酸,1.二氧化硅 天然的二氧化硅也叫硅石。石英晶体是结晶的二氧化硅.砂、石英、水晶的主要成分都是SiO2,坚硬难熔的固体，不溶于水。熔沸点高.,常温下，二氧化硅的化学性质不活泼不与水、酸（HF除外）反应，能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。,1).物理性质:,2).化学性质:,a、与氢氟酸反应：,b、与强碱溶液反应：,SiO2+2NaOH =Na2SiO3+ H2O,c、与碱性氧化物反应：,3).用途,光导纤维 石英：耐高温化学仪器、石英电子表 石英钟 水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、 高级工艺品和眼镜片 玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品,想一想,1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,2、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？,HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。,NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。,2、硅酸（H2SiO3),（1）制取：,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,白色胶状,强酸制弱酸,（2）性质：, 白色胶状，难溶, 弱酸性（酸性 H2SiO3 H2CO3） 不能使指示剂变色, 脱水形成硅胶,Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3,（用作干燥剂）,实验4-1,原理,二、硅酸盐,硅酸钠（ Na2SiO3 ）是一种可溶性硅酸盐其它硅酸盐大多不溶于水。 硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,可用作肥皂填料,木材防火剂及黏胶剂等.,硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分（5%）,Na2SiO3 : Na2O·SiO2,Al2(Si2O5)(OH)4 : Al2O3·2SiO2·2H2O,Ca(Al2Si3O10)·3H2O KAlSi3O8,钙沸石,正长石,高岭石,1、制造光导纤维的主要原料是（ ） A.晶体硅 B.二氧化硅 C.石墨 D.硅酸钠 2、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ） A.稳定性：CO2 SiO2B.酸性：H2SiO3 H2CO3 C.熔点：SiO2 CO2（干冰） D.导电能力：Si Cu 3、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( ) A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液 4、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ ） A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液 5、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ） A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.铁坩埚 D.陶瓷坩埚,B,C,C,B,C,三、硅（Si）,硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体,灰黑色，有金属光泽，硬而 脆的固体 熔、沸点高、硬度大 晶体硅是良好的半导体,1.物理性质:,2.存在,在自然界中，没游离态的硅。硅以化合态存在于自然界，例如：硅酸盐等，在地壳中含量居第二位。,3.用途,集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。,集成电路 晶体管,4.工业上制备：,SiO2 粗硅 SiCl4 Si,+C +Cl2 精馏+H2,高温,高温,高温,SiO2+2C = 2CO+Si (含杂质的粗硅) Si+2Cl2 = SiCl4 生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等，再用H2还原 SiCl4+2H2=4HCl+Si (纯度高的多晶硅),高温,高温,高温,二氧化碳,二氧化硅,空气,硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子、硅藻土,熔、沸点低， 微溶于水,熔点高，硬度大，不溶于水,CO2+H2O=H2CO3,不反应,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2+CaO=CaCO3,存 在,物理性质,不反应,与氢氟酸反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,化学性质,与水反应,与NaOH反应,与CaO反应,与酸反应,小结,5、铁不与烧碱反应，而普通玻璃、石英坩埚和陶瓷坩埚中的SiO2能与NaOH反应，在高温下反应更容易： SiO2+2NaOH= H2O+Na2 SiO3,6、精选的河沙主要是SiO2晶体，硬度比一般的玉石的硬度大,7、 SiO2+2NaOH= H2O+Na2 SiO3 SiO2+2Na2CO3= CO2+Na2 SiO3,8、晶体硅是良好的半导体材料，主要应用于信息技术和光电池等方面。 9、还原剂;化合反应；置换反应；还原剂。沙滩上有大量的沙子，其主要成分是二氧化硅，用碳或氢气进行还原得到硅的单质。可用到计算机等电器上。 10、原子的最外层电子数相同电子层数不同。位于同一横行而不在同一纵行。单质都有晶体和无定形两种。硅晶体良好的半导体，而碳单质不是。 SiO2、 CO2均是两性氧化物，CO2，为气态 SiO2 为固态， SiO2存在于地表和地壳中;SiO2的性质比CO2更稳定，等等。,、n(Na2O)= 13/62=0.21(mol) n(CaO)= 11.7/56=0.21 (mol) n(SiO2 )= 75.3/60=1.255 (mol) 普通玻璃的氧化物表示：Na2O·CaO·6SiO2 、Na2CO3-Na2O CaCO3-CaO 106 62 100 56 m(Na2O)=10t×13×31×106÷62÷95=72.52(t) m(CaO)=10t×11.7×31×100÷56÷80=80.96(t) M(SiO2)=10t×75.3×31÷95=245.72(t),
