硅及其化合物_PPT实用教案

硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石(ynsh)、沙子和土壤,约占地壳总质量的90%以上硅元素(yun s)在自然界中的存在形式：二氧化硅(r yng hu gu)、硅酸盐硅是一种亲氧元素第1页/共22页第一页，共23页。主要存在形式主要化合价原子结构示意图 硅 碳氧化物 硅酸盐石灰岩 碳酸盐碳的氧化物+4+2 +4+14284+624碳和硅元素(yun s)的比较第2页/共22页第二页，共23页。1、SiO2的物理性质(wl xngzh)熔沸点(fidin)高，硬度大，不溶于水结晶(jijng)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）第3页/共22页第三页，共23页。每个Si原子(yunz)周围结合_个O原子(yunz)每个O原子(yunz)周围结合_个Si原子(yunz) 二氧化硅(r yng hu gu)中氧原子与硅原子个数比为2：12、SiO2的结构(jigu)42第4页/共22页第四页，共23页。与碱反应(fnyng)与碱性(jin xn)氧化物与H2O反应(fnyng)3、SiO2的化学性质CO2 SiO2 SiO2+CaO=CaSiO3高温SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+H2OH2SiO3（1）酸性氧化物通性与盐反应SiO2+Na2CO3 = Na2SiO3+CO2高温SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2高温第5页/共22页第五页，共23页。（2）与氢氟酸（HF）反应(fnyng)Si元素的亲氟性SiO2+4HF=SiF4+2H2O玻璃(b l)中含有SiO2，所以可以用HF来蚀刻玻璃(b l)洗掉酸并去掉(q dio)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第6页/共22页第六页，共23页。4、SiO2的用途(yngt)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(mno)制精密轴承和装饰品第7页/共22页第七页，共23页。二、硅酸(u sun) 硅酸是一种(y zhn)难溶于水的弱酸实验1 向Na2SiO3溶液(rngy)中滴加酚酞 再滴加稀盐酸 Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体)第8页/共22页第八页，共23页。硅酸浓度较小时：硅酸溶胶硅酸浓度较小时：硅酸溶胶 硅酸浓度较大时：硅酸凝胶（软而透明硅酸浓度较大时：硅酸凝胶（软而透明, ,胶冻状）胶冻状） 干燥脱水干燥脱水硅酸干凝胶（硅胶）硅酸干凝胶（硅胶）硅胶吸附硅胶吸附(xf)(xf)水分能力强，常用作水分能力强，常用作 干燥剂，也用作催化剂干燥剂，也用作催化剂的载体。的载体。 硅酸(u sun)的存在：第9页/共22页第九页，共23页。Na2SiO3 +H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3（1）实验2：设计实验比较硅酸和碳酸(tn sun)的酸性实验(shyn)结论：酸性：HCl H2CO3 H2SiO3实验方案(fng n)：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：第10页/共22页第十页，共23页。（2）与强碱发生(fshng)中和反应 （3）不稳定（比H2CO3稳定），受热(shu r)易分解 H2SiO3 = H2O + SiO2H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O第11页/共22页第十一页，共23页。2、物理性质(wl xngzh) 晶体硅带有金属光泽、灰黑色、硬而脆，熔点(rngdin)1410、沸点2355，是良好的半导体材料1、种类(zhngli)及结构四、硅单质晶体硅、无定形硅第12页/共22页第十二页，共23页。3、化学性质(huxu xngzh) 常温下，硅的化学性质很稳定，除F2、HF和强碱(qin jin)外，硅不跟其它物质反应。Si+2F2= SiF4Si+4HF= SiF4 +2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2第13页/共22页第十三页，共23页。（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(nai sun)性，制耐酸(nai sun)设备4、硅的用途(yngt)第14页/共22页第十四页，共23页。4.硅的制备和提纯过程(guchng)从沙漠到芯片液态(yti)，可蒸馏提纯SiO2+2C=Si+2CO高温SiCl4+2H2=Si+4HCl高温Si+2Cl2=SiCl4高温提纯单质硅SiO2C、高温Cl2H2SiCl4Si Si高纯度第15页/共22页第十五页，共23页。二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅稳定性稳定性与水反应与水反应与碱性氧化物与碱性氧化物与碱反应与碱反应与与HF反应反应弱氧化性弱氧化性与盐反应与盐反应稳定(wndng)很稳定(wndng)CO2+H2O=H2CO3不反应(fnyng)CO2+CaO = CaCO3高温SiO2+CaO = CaSiO3CO2+2NaOH Na2CO3+H2OSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O不反应SiO2+4HFSiF4+2H2OCO2 + C = 2CO高温 高温SiO2 + 2C =Si + 2COCO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3 CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)2SiO2+Na2CO3 = Na2SiO3+CO2高温SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2高温二氧化硅和二氧化碳的比较(小结)第16页/共22页第十六页，共23页。三、硅酸盐由硅、氧和金属元素组成(z chn)的化合物的总称。结构复杂，一般不溶于水，化学性质(huxu xngzh)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(shnx)）二氧化硅水表示方法：第17页/共22页第十七页，共23页。 硅酸钠（Na2SiO3），俗名(smng)叫泡花碱，白色固体，易溶于水，其水溶液俗名(smng)叫水玻璃。实验实验4-2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论结论先变干，后燃烧(rnsho)仅变干，不燃烧(rnsho)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。第18页/共22页第十八页，共23页。1、原料(yunlio)主要原料：纯碱(chn jin)、石灰石和石英玻璃(b l)工业2、成分Na2SiO3、CaSiO3、 SiO23、反应原理Na2CO3+SiO2= Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 = CaSiO3+CO24、设备玻璃熔炉Na2CO3CaCO3SiO2高温高温1、第19页/共22页第十九页，共23页。水泥(shun)工业原料(yunlio)水泥(shun)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：混凝土用钢筋混凝土：混凝土用钢筋作结构钢筋作结构2、第20页/共22页第二十页，共23页。陶器的制作工序(gngx)：了解黏土主要(zhyo)成分:硅酸盐3、陶 瓷主要(zhyo)原料:黏土第21页/共22页第二十一页，共23页。感谢您的观看(gunkn)！第22页/共22页第二十二页，共23页。NoImage内容(nirng)总结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。SiO2+4HF=SiF4+2H2O。玻璃中含有SiO2，所以可以用HF来蚀刻玻璃。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）。（1）实验2：设计(shj)实验比较硅酸和碳酸的酸性。Si+2F2= SiF4。4.硅的制备和提纯过程从沙漠到芯片。CO2+2NaOH Na2CO3+H2O。钢筋混凝土：混凝土用第二十三页，共23页。