硅及其化合物总结.ppt

硅及其化合物总结硅及其化合物总结硅的存在硅的存在 硅是一种亲氧元素硅是一种亲氧元素.在自然界中它总是与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。在地壳中含量居第二位。你知道吗你知道吗?常温下，单质常温下，单质碳、硅的化学碳、硅的化学性质都不活泼，性质都不活泼，为什么碳在自为什么碳在自然界中有稳定然界中有稳定的单质（金刚的单质（金刚石）存在，而石）存在，而硅却没有？硅却没有？单质硅的化学性质虽然稳定，单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常牢固，子和氧原子的结合非常牢固，形成的二氧化硅或硅酸盐中形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅的硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，氧化硅或硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。没有游离态的硅。五、硅五、硅 1 1、存在和状态：、存在和状态：(1)(1)只有化合态，无游离态；只有化合态，无游离态；(2)(2)晶体硅和无定型硅。晶体硅和无定型硅。2 2、物理性质：、物理性质：灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。3 3、化学性质：、化学性质：不活泼不活泼(1)(1)常温下：常温下：Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2 Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2注：与酸（除注：与酸（除HFHF）碱不反应，其它氧化剂，如）碱不反应，其它氧化剂，如ClCl2 2、O O2 2、H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3等常温下都不与硅起反应。等常温下都不与硅起反应。(2)(2)加热时：与某些非金属反应加热时：与某些非金属反应Si+OSi+O2 2=SiO=SiO2 24 4、用途：、用途：半导体材料半导体材料一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）和硅酸）和硅酸1.二氧化硅二氧化硅 天然的二氧化硅也叫硅石。石英晶天然的二氧化硅也叫硅石。石英晶体是结晶的体是结晶的二氧化硅二氧化硅.砂、石英、水晶砂、石英、水晶的主要成分都是的主要成分都是SiO2坚硬难熔的固体，不溶于水。熔沸点高坚硬难熔的固体，不溶于水。熔沸点高.常温下，二氧化硅的化学常温下，二氧化硅的化学性质不活泼不与水、酸（性质不活泼不与水、酸（HF除除外）反应，能与碱性氧化物或外）反应，能与碱性氧化物或强碱反应强碱反应生成盐。生成盐。1).1).物理性质物理性质:2).2).化学性质化学性质:5 5、工业制粗硅（课本练习）：、工业制粗硅（课本练习）：SiOSiO2 2+2C=Si+2CO+2C=Si+2CO高温高温粗硅提纯：粗硅提纯：Si+2ClSi+2Cl2 2=SiCl=SiCl4 4高温高温SiClSiCl4 4+2H+2H2 2=Si+4HCl=Si+4HCl高温高温SiOSiO2 2 粗硅粗硅 SiClSiCl4 4 Si Si+C +Cl+C +Cl2 2 精馏精馏+H+H2 2高温高温高温高温高温高温COCO2 2SiOSiO2 2空气空气硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等熔、沸点低，熔、沸点低，微溶于水微溶于水熔点高，硬度大，不溶于水熔点高，硬度大，不溶于水COCO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2COCO3 3不反应不反应COCO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2COCO3 3+H+H2 2O OSiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O OCOCO2 2+CaO=CaCO+CaO=CaCO3 3SiOSiO2 2+CaO+CaO 高温高温CaSiOCaSiO3 3存存 在在物理性质物理性质不反应不反应与氢氟酸反应：与氢氟酸反应：SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O化化学学性性质质与水反应与水反应与与NaOHNaOH反应反应与与CaOCaO反应反应与酸反应与酸反应思考与交流：思考与交流：我们知道是我们知道是COCO2 2酸性氧化物，那么酸性氧化物，那么SiOSiO2 2是否也是酸性氧化物，酸性氧化物有哪些通用性呢？是否也是酸性氧化物，酸性氧化物有哪些通用性呢？SiOSiO2 2化学性质化学性质:小结：常温下，二氧化硅的化学性质不活泼，不与水、酸小结：常温下，二氧化硅的化学性质不活泼，不与水、酸（HFHF除外）反应，能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。除外）反应，能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。a a、与氢氟酸反应：、与氢氟酸反应：b b、与强碱溶液反应：、与强碱溶液反应：SiOSiO2 2+2NaOH =Na+2NaOH =Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O Oc c、与碱性氧化物反应：、与碱性氧化物反应：SiOSiO2 2+CaO =CaSiO+CaO =CaSiO3 3高温高温SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4 +2H +2H2 2O O二、硅酸（二、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3)（1）制取）制取（实验（实验4-1）强酸制弱酸强酸制弱酸（2）性质：）性质：白色胶状，难溶白色胶状，难溶（白色胶状）（白色胶状）弱酸性（酸性弱酸性（酸性 H2SiO3 H2CO3）脱水形成脱水形成硅胶硅胶Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3用作干燥剂、吸咐剂用作干燥剂、吸咐剂原理原理思考与交流：思考与交流：COCO2 2H H2 2O OH H2 2COCO3 3，我们知道，我们知道SiOSiO2 2不不能直接和水化合成能直接和水化合成H H2 2SiOSiO3 3，那怎样制备，那怎样制备H H2 2SiOSiO3 3呢？呢？现象现象经色逐渐消失，且有白色胶状沉淀生成经色逐渐消失，且有白色胶状沉淀生成结论结论难溶于水的弱酸难溶于水的弱酸方程式方程式NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3三、硅酸盐三、硅酸盐硅酸钠（硅酸钠（NaNa2 2SiOSiO3 3）：）：实验实验4 42P2P7171硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。NaNa2 2SiOSiO3 3溶液（水玻璃）溶液（水玻璃）木材防火、黏胶剂等木材防火、黏胶剂等放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入NaNa2 2SiOSiO3 3饱和溶液饱和溶液现象现象燃烧燃烧无明火，不燃烧无明火，不燃烧结论结论NaNa2 2SiOSiO3 3不易燃烧，不易燃烧，可作防火剂可作防火剂四、硅酸盐工业四、硅酸盐工业1 1、玻璃：、玻璃：原料：纯碱、石灰石和石英原料：纯碱、石灰石和石英 NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2=Na=Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2 CaCO CaCO3 3+SiO+SiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3+CO+CO2 2 主要成分：主要成分：NaNa2 2SiOSiO3 3、CaSiOCaSiO3 3、SiOSiO2 2 （NaNa2 2OCaO6SiOOCaO6SiO2 2）2 2、水泥：、水泥：主要原料：粘土和石灰石主要原料：粘土和石灰石 石膏石膏作用是调节水泥硬化速度作用是调节水泥硬化速度3 3、陶瓷：、陶瓷：主要原料：粘土主要原料：粘土 4 4、特殊含硅化合物、特殊含硅化合物碳化硅碳化硅SiCSiC，俗名，俗名金刚砂金刚砂（金刚石，二氧化硅）（金刚石，二氧化硅），具有的空间网状结构，具有的空间网状结构，硬度硬度大，熔点高大，熔点高用途用途光导纤维光导纤维石英：耐高温化学仪器、石英电子表石英：耐高温化学仪器、石英电子表 石英钟石英钟水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、高级工艺品和眼镜片高级工艺品和眼镜片玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品