第二节硅和二氧化硅

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 硅及其,化合物,2010.5,1,含量和存在,2. 结构,硅的结构类似于金刚石,一、硅,Si 14 28,正四面体空间网状结构,自然界中，,无游离态,只以,化合态,在（SiO,2,或硅酸盐的形式存在）,是构成矿物和岩石的主要成分,地壳的矿物和岩石里，在地壳中，硅的含量居第,二,位.,3,硅的物理性质,2,4、硅的化学性质,（,1）在常温下，,硅的化学性质不活泼，,只与氟气、氢氟酸和强碱反应。,Si+2F,2,=SiF,4,Si+4HF=SiF,4,+2H,2,Si+2NaOH+H,2,O=Na,2,SiO,3,+2H,2,4e,-,（,2）加热时，硅可与氧气、氯气等非金属反应,Si+2Cl,2,= SiCl,4,回忆：这个反应与我们前面学过的哪种金属的反应类似？,硅显还原性,3,5、硅的制法、用途,（2）,制法,：,SiO,2,+2C Si+2CO,高温,（1）,用途,：,问,：既然硅的作用非常重要，自然界中又没有单质硅，那么工业是怎样生产的呢？,4,玛 瑙,5,石英,6,水晶,返回,7,返回,硅芯片,硅太阳能,供应集成电路板,音乐集成电路板,铁芯片,8,1.下列关于硅的说法不正确的是（ ）,A.硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体,B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料,C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应,D.当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应,C,9,二、二氧化硅,1,、,存在,地球上存在的天然二氧化硅称为（统称为）硅石,硅石,结晶形（石英）,无定形,无色透明,彩色环带或层状,水晶,玛瑙,10,2结构,每1个Si原子周围结合4个O原子，,Si,在中心,O,在四个顶角 ，同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。,硅原子,SiO,2,四面体,11,4、二氧化硅的化学性质,（1）,具有酸性氧化物的部分通性,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,SiO,2,+CaO CaSiO,3,高温,（2）特性,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,3、二氧化硅的物理性质,（,3）,弱氧化性,：SiO,2,+ 2C Si + 2CO,高温,12,与水反应,与碱性氧化物反应,与碱反应,CO,2,+H,2,O=H,2,CO,3,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,CO,2,+Na,2,O=Na,2,CO,3,CO,2,+CaO=CaCO,3,不能,能,能,二氧化碳,二氧化硅,气态,固态,熔点低,熔点高，硬度大,状态,物理性质,与酸,HF 酸,13,思考：,1、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞（玻璃中含有SiO,2,）？,2、比较碳酸和硅酸的酸性，如何来证明？,酸性：H,2,CO,3,H,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,+CO,2,+H,2,O =H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,14,4、二氧化硅的存在和用途,二氧化硅,石英玻璃,玛瑙首饰,石英手表,石英钟,高级工艺品,眼镜,精密仪器轴承,光导纤维,15,16,1.,H,2,SiO,3,是SiO,2,的对应水化物（ SiO,2,是H,2,SiO,3,的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H,2,CO,3,还弱。,（1）制法,可溶性硅酸盐与酸反应,：,Na,2,SiO,3,+ 2HCl = 2NaCl + H,2,SiO,3,三、硅酸和硅酸盐,SiO,3,2-,+ 2H,+,= H,2,SiO,3,SiO,3,2-,+ H,2,O + CO,2,= CO,3,2-,+ H,2,SiO,3,(2）,弱酸性,，只能与,强碱,发生中和反应,H,2,SiO,3,+ 2NaOH = Na,2,SiO,3,+ 2H,2,O,（3）不稳定（比H,2,CO,3,稳定），,受热易分解,思考 怎样由SiO,2,制取硅酸？,17,白榴石,KAlSi,2,O,6,白云母,KAl,3,Si,3,O,10,(OH),2,沸石,Na,2,(AlSi,2,O,6,),2,2H,2,O,绿柱石,Ba,3,Al,2,Si,6,O,18,矽线石,Al,2,SiO,5,硬玉,NaAl(Si,2,O,6,),正长石,KAlSi,3,O,8,返回,18,2.硅酸盐,多数硅酸盐结构复杂、种类繁多,用,SiO,2,和,金属氧化物,的形式表示组成,金属氧化物 二氧化硅 水,CaO,Al,2,O,3,3,SiO,2,3,H,2,O,Ca(Al,2,Si,3,O,10,),3H,2,O,钙沸石,Al,2,O,3,2,SiO,2,2,H,2,O,高岭石,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,K,2,O Al,2,O,3,6SiO,2,正长石,KAlSi,3,O,8,Na,2,OSiO,2,Na,2,SiO,3,硅酸钠,19,练习：,用氧化物的形式表示下列物质的组成：,Na,2,SiO,3,：,；,Na,2,CaSi,6,O,14,：,；,K,2,H,4,Al,6,Si,6,O,24,：,。,KAlSi,3,O,x,：,；,x=,。,Na,2,OSiO,2,CaONa,2,O6SiO,2,K,2,O3Al,2,O,3,6SiO,2,2H,2,O,K,2,OAl,2,O,3,6SiO,2,8,20,课堂练习：,1下列关于硅和二氧化硅的性质叙述中正确的是 （ ）,A.常温下O,2,能氧化成SiO,2,，,BSiO,2,是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸，,C石英、水晶、海沙的主要成分都是SiO,2,，,D硅通常很稳定，不溶于常见的溶液中,。,C,21,2.硅与铝一样能与氢氧化钠溶液反应放出氢气，现有一根粗铝，其中含Si与Fe杂质，取等质量的样品分别与足量的稀盐酸和足量的NaOH溶液反应，放出等量的H,2,，则该粗铝中Fe和Si的关系是（ ）,（1)物质的量比2 ：1,（2）物质的量比3 ：1，,（3）质量比2 ：1，,（4）质量比4：1。,A.（2）（4） B.(2)(3),C.(1)(4) D.只有（4）。,C,C,22,3.,下列说法正确的是 （ ）,A.因SiO,2,不溶于水，故H,2,SiO,3,不是SiO,2,对应的酸，或者说SiO,2,不是H,2,SiO,3,的酸酐,B.CO,2,通入水玻璃（Na,2,SiO,3,溶液）可以得到原硅酸,C.因为高温时SiO,2,与Na,2,CO,3,反应生成CO,2,，故硅酸的酸性比碳酸强,D.SiO,2,的俗名叫水晶,B,23,4、下列溶液通入过量二氧化碳后，无沉淀的是（ ）,A CaCl,2,B Ca(ClO),2,C Na,2,SiO,3,D Ca(OH),2,E 饱和Na,2,CO,3,溶液,24,5. 下列离子方程式不正确的是 ( ),A.石英和烧碱反应：,SiO,2,+ 2OH,-,= SiO,3,2-,+ H,2,O,B.往烧碱溶液中通入少量的CO,2,：,CO,2,+ 2OH,-,= CO,3,2-,+ H,2,O,C.小苏打溶液中加入过量的石灰水：,2HCO,3,-,+ Ca,2+,+ 2OH,-,= CaCO,3,+ 2H,2,O + CO,3,2-,D.往水玻璃中加入盐酸：2H,+,+ SiO,3,2-,+ H,2,O=,H,4,SiO,4,C,25,二、填空题：,6.选适当试剂或方法除去下列物质中的杂质（括号内为杂质）。,（,1）,SiO,2,(CaCO,3,),；,(,2)SiO,2,(Si),；,(3)NaCl (SiO,2,),；,(4)SiO,2,(H,2,SiO,3,),；,(5)Fe,2,O,3,(SiO,2,),；,(6)Si (Fe),。,稀盐酸 过滤,氧气 加热,水 过滤,加热,强氧化钠溶液 过滤,稀盐酸 过滤,26,7.常温下SiCl,4,是一种液体，曾经应用于海战，喷洒到海面潮湿的空气中，能迅速形成烟雾，用于隐蔽自己，不被敌人发现。用简短的语言及化学方程式解释其原因,。,答：SiCl,4,遇水蒸汽，与水蒸气反应，生成SiO,2,固体和盐酸小液滴，因此产生烟雾现象。,SiCl,4,+ 2H,2,O = SiO,2,+ 4HCl .,27,