第一节 无机非金属材料主角——硅(第二课时).ppt

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1、第一节无机非金属材料的主角第一节无机非金属材料的主角硅硅（第（第2课时）课时）第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物二、硅酸盐二、硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定1、最简单的硅酸盐：硅酸钠（最简单的硅酸盐：硅酸钠（Na2SiO3)其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。还可以作为矿物胶。材防火剂等的原料。还可以作为矿物胶。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。实验实验4-24-2放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结

2、论结论当水分蒸当水分蒸发后燃烧发后燃烧当水分蒸发后当水分蒸发后不易燃烧不易燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火（制备木材防火剂的原料）（制备木材防火剂的原料）硅酸盐的丰富性和多样性硅酸盐的丰富性和多样性（阅读（阅读P77）科学视野科学视野1）玻璃：）玻璃：普通玻璃普通玻璃:以纯碱以纯碱 、石灰石和石英、石灰石和石英 为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。制得。(Na2CO3)（SiO2）Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2主要成分：主要成分：Na2SiO3、CaSiO3

3、、SiO2 （Na2OCaO6SiO2）2 2、硅酸盐工业、硅酸盐工业有关反应化学方程式：有关反应化学方程式：高温高温高温高温2）水泥水泥：以黏土和石灰石为主要原料以黏土和石灰石为主要原料v经研磨、混合后在水泥回转炉中煅烧，经研磨、混合后在水泥回转炉中煅烧，再加入适量石膏，研磨稀粉就得到水泥。再加入适量石膏，研磨稀粉就得到水泥。v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）陶瓷：）陶瓷：（传统硅酸盐陶瓷）（传统硅酸盐陶瓷）主要原料：粘土；经高温烧结而成。主要原料：粘土；经高温烧结而成。日用器皿、建筑饰材、卫生洁具日用器皿、建筑饰材、卫生洁具人面鱼纹盆人面鱼纹盆具有特殊功能的含硅

4、物质：具有特殊功能的含硅物质：a、碳化硅（、碳化硅（SiC俗称金刚砂），具有金俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。的磨料。b、硅硅 钢钢（铁合金）（铁合金）导磁性良导磁性良好，用作好，用作变压器铁变压器铁芯。芯。硅橡胶：硅橡胶：分子筛：分子筛：具有均匀微孔具有均匀微孔结构的铝硅酸盐。结构的铝硅酸盐。生物陶瓷生物陶瓷人造骨人造骨科学视野科学视野（阅读（阅读p79）例如：例如：NaNa2 2SiOSiO3 3:Na Na2 2O OSiOSiO2 2AlAl2 2(Si(Si2 2O O5 5)(OH)(OH)4 4：AlAl2 2O

5、 O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O OCa(AlCa(Al2 2SiSi3 3O O1010)3H3H2 2O KAlSiO KAlSi3 3O O8 8 钙沸石钙沸石正长石正长石（高岭石）（高岭石）3 3、硅酸盐组成的表示：、硅酸盐组成的表示：硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示。二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示。CaOAlCaOAl2 2O O3 33SiO3SiO2 23H3H2 2O OK K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2（活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅

6、水）（活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水）三三.硅单质硅单质(晶体硅是良好的半导体材料晶体硅是良好的半导体材料)1 1、硅的存在和状态：、硅的存在和状态：(1)(1)在自然界中硅元素只有化合态，无游离态；在自然界中硅元素只有化合态，无游离态；(2)(2)与碳相似，单质硅也有晶体硅和无定型硅。与碳相似，单质硅也有晶体硅和无定型硅。2 2、物理性质：、物理性质：单质硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，单质硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。熔沸点较高。3 3、化学性质：、化学性质：不不活泼活泼(1)(1)常温下：常温下：Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4+2H+2

7、H2 2 Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2注：注：与酸（除与酸（除HFHF）不反应，其它氧化剂，如）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 Si+2FSi+2F2 2=SiF=SiF4 45 5、工业制粗硅：、工业制粗硅：SiOSiO2 2+2C=Si+2+2C=Si+

8、2COCO高温高温粗硅粗硅提纯：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+C +Cl+C +Cl2 2 精馏精馏+H+H2 2SiOSiO2 2 粗硅粗硅 SiClSiCl4 4 Si(Si(纯硅纯硅)高温高温高温高温高温高温阅读阅读:硅的用途硅的用途(P79P80)(P79P80)2要除去要除去SiO2中混有的少量中混有的少量CaO杂质，最适宜的试杂质，最适宜的试剂是剂是 ()A.纯碱溶液纯碱溶液 B.盐酸盐酸 C.硫酸硫酸 D.苛性钠溶液苛性钠溶液B1.将过量的将过量的CO2分别通

9、入：分别通入：CaCl2溶液；溶液；Na2SiO3溶液；溶液；Ca(OH)2溶溶液；液；饱和饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是淀析出的是 ()A B C DB3下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是 ASiO2+2C=Si+2CO BSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O CSiO2+4HF=SiF4+2H2O DSiO2+CaCO3=CaSiO3+CO24下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是 A.烧碱溶液烧碱溶液 B.浓硫酸浓硫酸 C.HF氢氟酸氢氟酸 D.碳酸钠溶液碳酸钠溶液

10、BC6制造光导纤维的主要原料是制造光导纤维的主要原料是 A晶体硅晶体硅 B二氧化硅二氧化硅 C 石墨石墨 D硅酸钠硅酸钠7下列叙述正确的是下列叙述正确的是 A自然界存在大量单质硅自然界存在大量单质硅 BSiO2 与任何酸都不起反应与任何酸都不起反应 C光导纤维被广泛应用于能量传输和信息传输光导纤维被广泛应用于能量传输和信息传输 DSiO2 的化学性质活泼，能与很多物质发生化的化学性质活泼，能与很多物质发生化学反应学反应BCSiO2+2 NaOH=Na2SiO3 +H2OSi+2NaOH+2H2O=Na2SiO3+2H2+H2O+4e-Si+2H2O=SiO2+2H2Si+2NaOH+H2O=2Na2SiO3+2H2硅与氢氧化钠溶液反应实质：硅与氢氧化钠溶液反应实质：若要标出电子转移的方向和数目，若要标出电子转移的方向和数目，反应中生成的水不能约去：反应中生成的水不能约去：