高三化學(xué)硅課件

1、第四章 非金屬及其化合物第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角硅新人教版新人教版硅的化合物約占地殼質(zhì)量硅的化合物約占地殼質(zhì)量的的90%90%硅的廣泛存在硅的廣泛存在白色粉末，加水結(jié)白色粉末，加水結(jié)塊變成晶體；放熱塊變成晶體；放熱 最外層最外層4 4個(gè)電子，既不易失去也不易個(gè)電子，既不易失去也不易得到電子，主要通過共用電子對(duì)的得到電子，主要通過共用電子對(duì)的形式形成四價(jià)的化合物形式形成四價(jià)的化合物。原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸1. 1. 二氧化硅（二氧化硅（ SiOSiO2 2 ）天天然然的的 SiOSiO2 2 硅硅石石結(jié)晶形（石英晶體）結(jié)晶形（石英晶體）無定形無定形硅藻土硅藻土水

2、晶水晶瑪瑙瑪瑙1 1）存在形式）存在形式紫水晶紫水晶瑪瑙瑪瑙 正四面體正四面體 空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 硅氧比例：硅氧比例：1：2 沒有沒有SiO2 分子存在，只存在硅氧原子分子存在，只存在硅氧原子2）SiO2的SiO4四面體結(jié)構(gòu) 二氧化硅的用途二氧化硅的用途 由于由于SiOSiO2 2具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，加上具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，加上SiOSiO2 2在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被人類廣泛地應(yīng)用。人類廣泛地應(yīng)用。光學(xué)纖維胃鏡光學(xué)纖維胃鏡 石石 英英 制制 品品思考與交流思考與交流根據(jù)根據(jù)SiOSiO2 2的存在和應(yīng)用，分析：的存在和應(yīng)用，分析

3、：SiOSiO2 2有哪些物理性質(zhì)？化學(xué)穩(wěn)定性如何？有哪些物理性質(zhì)？化學(xué)穩(wěn)定性如何？物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水化學(xué)穩(wěn)定性：穩(wěn)定性好，除氫氟酸外一般化學(xué)穩(wěn)定性：穩(wěn)定性好，除氫氟酸外一般不與其它酸反應(yīng)，可與強(qiáng)堿反應(yīng)，屬酸性不與其它酸反應(yīng)，可與強(qiáng)堿反應(yīng)，屬酸性氧化物氧化物其性質(zhì)主要與結(jié)構(gòu)有關(guān)：正四面體其性質(zhì)主要與結(jié)構(gòu)有關(guān)：正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)室盛裝實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用溶液的試劑瓶用橡皮塞橡皮塞而不用玻璃塞，而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？你知道為什么嗎？ 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2與與NaOH溶液反應(yīng)生成溶液反應(yīng)生成粘稠的粘

4、稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起，使瓶塞和瓶口粘在一起SiO22NaOHNa2SiO3H2O化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)酸性氧化物酸性氧化物.與堿反應(yīng)與堿反應(yīng).與堿性氧化物反應(yīng)與堿性氧化物反應(yīng)SiO2CaO CaSiO3高溫高溫特性特性SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O注意：玻璃中含有注意：玻璃中含有SiOSiO2 2，所以可以，所以可以用用HFHF來刻蝕玻璃。來刻蝕玻璃。2. 2. 硅酸硅酸 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4 411：在試管中加入：在試管中加入1ml1ml飽和飽和NaNa2 2SiOSiO3 3溶液，再滴入溶液，再滴入1 12 2滴酚酞溶液，再用膠頭滴管滴

5、酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴加入稀鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變逐滴加入稀鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時(shí)停止。靜置。仔細(xì)觀察變化過淺并接近消失時(shí)停止。靜置。仔細(xì)觀察變化過程及其現(xiàn)象。程及其現(xiàn)象。 現(xiàn)象：紅色褪去，并有軟而透明的膠凍狀的凝膠生成 結(jié)論：Na2SiO3溶液呈堿性，H2SiO3是一種膠體，濃度增大聚集成凝膠。 實(shí)驗(yàn)室制取方法（強(qiáng)酸制弱酸）：實(shí)驗(yàn)室制取方法（強(qiáng)酸制弱酸）：NaNa2 2SiOSiO3 3 + 2HCl= H+ 2HCl= H2 2SiOSiO3 3 + 2NaCl + 2NaCl 二、硅酸鹽二、硅酸鹽硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，一般都不溶于水。硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，一

6、般都不溶于水。 1. 硅酸鈉（硅酸鈉（Na2SiO3）溶于水，其水溶液溶于水，其水溶液 俗稱為水玻璃，可制備俗稱為水玻璃，可制備硅膠、木材防火劑等硅膠、木材防火劑等2.2.硅酸鹽組成表示硅酸鹽組成表示硅酸鈉（硅酸鈉（NaNa2 2SiOSiO3 3) ) 鎂橄欖石（鎂橄欖石（MgMg2 2SiOSiO4 4）鈣沸石鈣沸石Ca(AlCa(Al2 2SiSi3 3O O1010) 3H) 3H2 2O O活潑金屬氧化物活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物 SiOSiO2 2HH2 2O ONaNa2 2O SiOO SiO2 22MgO SiO2MgO SiO2 2CaO AlCaO A

7、l2 2O O3 3 3SiO 3SiO2 23H3H2 2O O無機(jī)非無機(jī)非金屬材金屬材料料硅酸硅酸鹽鹽產(chǎn)產(chǎn)品品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃陶瓷：原料陶瓷：原料黏土黏土玻璃：原料玻璃：原料純堿、石灰石和石英；純堿、石灰石和石英；水泥：原料水泥：原料黏土和石灰石；加適量黏土和石灰石；加適量石膏；石膏；硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品碳化硅碳化硅( (金剛砂金剛砂,SiC),SiC)：硬度大：硬度大硅鋼：高導(dǎo)磁性硅鋼：高導(dǎo)磁性硅橡膠：良好的彈性硅橡膠：良好的彈性分子篩：吸附劑、催化劑分子篩：吸附劑、催化劑新型無機(jī)非金屬材料：新型無機(jī)非金屬材料：新型陶瓷新型陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等生生物物陶陶瓷瓷三、硅單質(zhì)三、硅單質(zhì)1. 1. 存在：硅有晶體硅和無定形硅兩種。存在：硅有晶體硅和無定形硅兩種。2. 2. 物理性質(zhì)：晶體硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，物理性質(zhì)：晶體硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點(diǎn)熔點(diǎn)(1410)(1410)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。和沸點(diǎn)都很高，硬度大。3. 3. 化學(xué)性質(zhì)：常溫下硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不化學(xué)性質(zhì)：常溫下硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑活潑導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。Si + OSi + O2 2 = SiO = SiO2 24. 4. 制法制法SiO2 + 2C = Si + 2CO高