硅及其化合物_PPT.ppt
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,氧化物 硅酸盐,石灰岩 碳酸盐 碳的氧化物,+4,+2 +4,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2：1,2、SiO2的结构,4,2,与碱反应,与碱性氧化物,与H2O反应,3、SiO2的化学性质,CO2 SiO2,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,SiO2+H2OH2SiO3,（1）酸性氧化物通性,与盐反应,（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,在玻璃表面涂上一层石蜡,4、SiO2的用途,光导纤维 石英玻璃制化学仪器 石英表、石英钟 水晶制光学仪器和工艺品 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：,Na2SiO3 +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 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O,2、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，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= SiF4,Si+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,稳定,很稳定,CO2+H2O=H2CO3,不反应,CO2+CaO = CaCO3,CO2+2NaOH Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,不反应,SiO2+4HFSiF4+2H2O,CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3 CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)2,二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、 SiO2,3、反应原理,4、设备,玻璃熔炉,Na2CO3,CaCO3,SiO2,高温,高温,1、,水泥工业,原料,水泥特性,水泥成分,水泥应用,硅酸三钙（3CaOSiO2） 硅酸二钙（2CaOSiO2） 铝酸三钙（3CaOAl2O3）,石灰石、黏土,水硬性:与水掺和搅拌幷静止后，很容易凝固变硬。,建筑材料 水下工程,水泥、沙子和水的混合物， 叫做混凝土,钢筋混凝土：混凝土用 钢筋作结构,2、,陶器的制作工序：了解,主要成分:,硅酸盐,3、陶 瓷,主要原料:,黏土,
