无机非金属材料的主角——硅.pptx

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1、无机非金属材料的主角硅泰山 黄山 塔克拉玛干沙漠1、我们生存的地球，、我们生存的地球，它坚硬的外壳是由什它坚硬的外壳是由什么构成的？么构成的？硅硅一、硅一、硅1含量与存在形式含量与存在形式硅的含量在所有元素中居第硅的含量在所有元素中居第2位，硅是一种亲氧元素，它在自然界中主要以氧位，硅是一种亲氧元素，它在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在，广泛存在于地壳的各种矿物和岩石中。化物及硅酸盐的形式存在，广泛存在于地壳的各种矿物和岩石中。化学性质化学性质（1）常温下，不与强酸反应，能与氟气，氢氟酸和烧碱等物质反应。常温下，不与强酸反应，能与氟气，氢氟酸和烧碱等物质反应。Si+2F2=SiF4;Si

2、+4HF=SiF4 +2H2;Si+2NaOHH2O=Na2SiO3+2H2（硅的特性硅的特性）（2）加热条件下，能跟一些非金属单质反应。加热条件下，能跟一些非金属单质反应。Si+O2=SiO2（3）工业制法：工业制法：SiO2+2C=Si+2CO焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅，粗硅提纯后可以得到半导体材料的高纯硅。焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅，粗硅提纯后可以得到半导体材料的高纯硅。高温高温1二氧化硅二氧化硅（1）二氧化硅的结构二氧化硅的结构二二氧氧化化硅硅晶晶体体中中硅硅原原子子和和氧氧原原子子按按1 2 的的原原子子个个数数比比组组成成立立体体网网状状结结构构的的晶晶体体，故故“Si

3、O2”只只是是化化学学式式，表表示示了了硅硅、氧原子的个数比，晶体中不存在氧原子的个数比，晶体中不存在SiO2 分子。分子。二氧化硅二氧化硅（3）主要化学性质主要化学性质具有弱氧化性：具有弱氧化性：SiO22C=Si2CO；具有酸性氧化物的通性：具有酸性氧化物的通性：SiO2 CaO=CaSiO3；SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。高温高温高温高温【对比对比】CO2与与SiO2的相同和不同点的相同和不同点CO2SiO2类型型 酸性氧化物酸性氧化物酸性氧化物酸性氧化物物理物理变化化 坚硬硬难熔固体，不溶于水，也不熔固体，不溶于水，也不与水反与水反应。联系系CO2+H2O H2CO3CO2

4、+2NaOH Na2CO3+H2OCO2+NaOH NaHCO3CO2+CaO CaCO3SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2+4HF SiF4 +2H2OH2SiO3 SiO2+H2O Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3 +Na2CO3SiO2+CaO=CaSiO3高温高温熔沸点低、常温时是气体。熔沸点低、常温时是气体。硅酸与硅酸盐硅酸与硅酸盐一、硅酸一、硅酸（H2SiO3）观看视频硅酸的制备、硅酸钠的性质_标清.flv1.性质性质硅酸是一种白色的固体，在水中的溶解度很小。硅酸是一种白色的固体，在水中的溶解度很小。H2SiO3 的酸性很弱，甚至的酸性很弱，甚至H2C

5、O3还要弱，硅酸很不稳定，在空气中易失水生成二氧化硅：还要弱，硅酸很不稳定，在空气中易失水生成二氧化硅：H2SiO3=SiO2H2O。二、硅酸钠二、硅酸钠最简单的硅酸盐最简单的硅酸盐1硅酸盐硅酸盐定义：由硅、氧和金属组成的化合物的总称。定义：由硅、氧和金属组成的化合物的总称。性质：大多数不溶于水，很强的热稳定性。性质：大多数不溶于水，很强的热稳定性。硅硅酸酸盐盐组组成成的的表表示示：结结构构复复杂杂，组组成成各各异异，通通常常用用二二氧氧化化硅硅和和金金属属氧氧化化物物的的组组成成形形式式表表示示其其组组成成。金金属属氧氧化化物物的的顺顺序序是是按按照照金金属属活活动动性性顺顺序序从从前前往往

6、后后排排，化化合合价价从低到高。如：正长石从低到高。如：正长石（KAlSi3O8）表示为表示为K2O Al2O3 6SiO2【注注意意】系系数数配配置置时时不不可可以以出出现现分分数数，如如正正长长石石不不可可表表示示为为1/2K2O 1/2 Al2O3 3SiO2。2.最最简简单单而而又又最最常常用用的的硅硅酸酸盐盐Na2SiO3，其其水水溶溶液液俗俗称称水水玻玻璃璃，是是制制备备硅硅胶胶和和木材防火剂的原料。木材防火剂的原料。3.常见硅酸盐工业产品常见硅酸盐工业产品水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷原料原料石灰石、黏土、石膏石灰石、黏土、石膏石灰石、纯碱、石英石灰石、纯碱、石英黏土黏土反应原理反应原

7、理及设备及设备复复杂杂的的化化学学、物物理理变变化化（水泥回转窑水泥回转窑）复杂的化学、物理变化复杂的化学、物理变化反应条件反应条件高温高温高温高温烧结、冷却烧结、冷却主要成分主要成分种类种类 普通水泥等普通水泥等普通玻璃、钢化玻璃等普通玻璃、钢化玻璃等陶器、炻器、瓷器陶器、炻器、瓷器性质性质水硬性、黏合性水硬性、黏合性不是晶体，是玻璃态物质，不是晶体，是玻璃态物质，无固定熔点无固定熔点抗氧化、抗酸碱腐蚀、抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘等耐高温、绝缘等硅酸三钙：硅酸三钙：3CaOSiO2硅酸二钙：硅酸二钙：铝酸三钙：铝酸三钙：3CaOAl2O32CaOSiO2Na2SiO3CaSiO3SiO

8、2Na2CO+SiO2=Na2SiO3+CO2高温高温CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高温高温1、下列说法正确的是（）下列说法正确的是（）ASiO2溶于水显酸性溶于水显酸性BCO2通入水玻璃通入水玻璃(硅酸钠的水溶硅酸钠的水溶液）液）可可得硅酸得硅酸CSiO2是酸性氧化物，它不溶于任何是酸性氧化物，它不溶于任何 酸酸DSiO2晶体中存在单个晶体中存在单个SiO2分子分子B 3 3、玻璃的主要成分之一是二氧化、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能硅，能在玻璃上进行蚀在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是雕花玻璃的物质是 (）A A、烧碱、烧碱 B B、纯碱、纯碱C C、氢氟酸、氢氟酸 D D、盐酸、盐酸C4、除去二氧化硅固体中混有的、除去二氧化硅固体中混有的CaCO3固体固体,方法正确的是方法正确的是()A 加水加水,过滤过滤 B 加热加热C 加盐酸加盐酸,过滤过滤 D 加加NaOH溶液溶液,过滤过滤C