硅及其化合物69201PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1硅及其化合物硅及其化合物69201含量：OSi Al Fe 第1頁(yè)/共26頁(yè)一一. 硅單質(zhì)硅單質(zhì)（Si）1.1.物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：帶有金屬光澤的灰黑色固體，熔點(diǎn)高，硬度大帶有金屬光澤的灰黑色固體，熔點(diǎn)高，硬度大.良好的半導(dǎo)體材料良好的半導(dǎo)體材料2.2.用途：用途：將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的材料將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的材料硅芯片是各種計(jì)算機(jī)、微電子產(chǎn)品的核心硅芯片是各種計(jì)算機(jī)、微電子產(chǎn)品的核心硅太陽(yáng)能電池硅太陽(yáng)能電池第2頁(yè)/共26頁(yè)3.3.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)常溫常溫下，不與硫酸、鹽酸、硝酸等反應(yīng)，與下，不與硫酸、鹽酸、硝酸等反應(yīng)，與強(qiáng)堿強(qiáng)堿反應(yīng)。反應(yīng)。Si + 2NaOH + H2O = Na2S

2、iO3 +2H2加熱加熱時(shí)，能與一些非金屬反應(yīng)時(shí)，能與一些非金屬反應(yīng)。SiO2 SiO2高溫高溫第3頁(yè)/共26頁(yè)原料原料SiO2產(chǎn)品產(chǎn)品 Si4.4.制備提純制備提純SiCl4+2H2 = Si+4HCl高溫高溫高溫高溫2CSiO2 Si+2COSi+2Cl2 = SiCl4（制粗硅）（制粗硅）粗硅提純：粗硅提純：第4頁(yè)/共26頁(yè)第5頁(yè)/共26頁(yè)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)定性好，除氫氟酸（化學(xué)穩(wěn)定性好，除氫氟酸（HF）外一般不與其他酸反應(yīng)）外一般不與其他酸反應(yīng)2.物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：3.化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：氫氟酸（氫氟酸（用氫氟酸用氫氟酸“刻刻”出的玻璃工藝品出的

3、玻璃工藝品應(yīng)用：應(yīng)用：刻蝕玻璃刻蝕玻璃氫氟酸保存在塑料瓶氫氟酸保存在塑料瓶第6頁(yè)/共26頁(yè)SiO22C Si 2CO高溫高溫（2）弱氧化性）弱氧化性（3）酸性氧化物）酸性氧化物高高溫溫 硅酸鈉可溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，又稱泡花堿，是硅酸鈉可溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，又稱泡花堿，是一種無(wú)色粘稠的液體，黏性很強(qiáng)，可以作黏膠劑和木材防火劑一種無(wú)色粘稠的液體，黏性很強(qiáng)，可以作黏膠劑和木材防火劑。思考：實(shí)驗(yàn)室盛裝思考：實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOHNaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？塞而不用玻璃塞？ NaOH溶液能與玻璃中的溶液能與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成反應(yīng)生成Na2Si

4、O3，使瓶塞和瓶口粘結(jié)而無(wú)法打開(kāi)。，使瓶塞和瓶口粘結(jié)而無(wú)法打開(kāi)。盛裝堿性溶液的試劑瓶不用玻璃塞而用橡膠盛裝堿性溶液的試劑瓶不用玻璃塞而用橡膠塞。塞。第7頁(yè)/共26頁(yè)二氧化硅二氧化硅的應(yīng)用的應(yīng)用瑪瑙飾品瑪瑙飾品石英坩堝石英坩堝光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 各種水晶各種水晶飾品飾品光學(xué)纖維胃鏡光學(xué)纖維胃鏡第8頁(yè)/共26頁(yè)第9頁(yè)/共26頁(yè)光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維第10頁(yè)/共26頁(yè)三、硅酸（三、硅酸（ H2SiO3）白色固體，難溶于水。白色固體，難溶于水。酸性極弱，比酸性極弱，比H H2 2COCO3 3弱。弱。（1）物理性質(zhì)）物理性質(zhì)：（2）制備：）制備：注意：注意：SiO2不能與水化合成不能與水化合成H2SiO3 N

5、a2SiO3 + 2HCl = H2SiO3+ 2NaCl SiO32- + 2H+ = H2SiO3強(qiáng)酸制弱酸強(qiáng)酸制弱酸想一想：想一想：怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明硅酸的酸性比怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明硅酸的酸性比H H2 2COCO3 3的還弱？的還弱？ Na2SiO3 + H2O + CO2 = H2SiO3 + Na2CO3 第11頁(yè)/共26頁(yè) H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2OH2SiO3 = SiO2+ H2O（3）化學(xué)性質(zhì)：）化學(xué)性質(zhì)：第12頁(yè)/共26頁(yè)鋯石礦與鋯石首飾鋯石礦與鋯石首飾(ZrO(ZrO2 2SiOSiO2 2) )紅柱石與紅柱石飾物紅柱石與紅柱石飾物(Al(

6、Al2 2O O3 3SiOSiO2 2) )第13頁(yè)/共26頁(yè)鈣鋁石榴子石鈣鋁石榴子石(CaO(CaOAlAl2 2O O3 33SiO3SiO2 2) ) 鎂橄欖石鎂橄欖石(2MgO(2MgOSiOSiO2 2) )第14頁(yè)/共26頁(yè)四、硅酸鹽四、硅酸鹽1.1.定義：定義：硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成各異。硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成各異。2.2.表示：表示：通常用通常用二氧化硅和金屬氧化物二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成。的形式表示其組成。硅酸鈉：硅酸鈉：Na2SiO3高嶺石：高嶺石：Al2(Si2

7、O5)(OH)4 長(zhǎng)石：長(zhǎng)石：KAlSi3O8 K2OAl2O36SiO2Na2OSiO2Al2O32SiO22H2O3.3.方法：方法：較活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物較不活潑金屬氧化物較不活潑金屬氧化物SiOSiO2 2 H H2 2O O硅酸鹽絕大部分都難溶于水，硅酸鹽絕大部分都難溶于水，除了除了NaNa2 2SiOSiO3 3 K K2 2SiOSiO3 3 (NH (NH4 4) )2 2SiOSiO3 3第15頁(yè)/共26頁(yè)1.1.水泥：水泥：原料：石灰石原料：石灰石 、黏土、黏土、 石膏石膏設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯成分：成分：2CaOSiO2 3CaOSiO2 3CaOAl

8、2O3 五、硅酸鹽產(chǎn)品五、硅酸鹽產(chǎn)品第16頁(yè)/共26頁(yè)2.2.玻璃玻璃：原料：純堿、石灰石、石英原料：純堿、石灰石、石英設(shè)備：玻璃窯設(shè)備：玻璃窯Na2CO3+SiO2 = Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 = CaSiO3+CO2高溫高溫高溫高溫玻璃的成分：玻璃的成分：NaNa2 2SiOSiO3 3 CaSiOCaSiO3 3 SiOSiO2 2第17頁(yè)/共26頁(yè)變色玻璃變色玻璃鋼鋼化化玻玻璃璃光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃防火防火防彈防彈玻璃玻璃第18頁(yè)/共26頁(yè)3.3.陶瓷陶瓷：原料：黏土原料：黏土如：日用器皿如：日用器皿、建筑飾材建筑飾材、衛(wèi)生潔具等衛(wèi)生潔具等第19頁(yè)/共26頁(yè)第20頁(yè)/共

9、26頁(yè)一些具有特殊功能的含硅物質(zhì)碳化硅碳化硅(SiC，俗稱金剛砂，俗稱金剛砂)：硬度很大，用作砂硬度很大，用作砂紙、砂輪的磨料。紙、砂輪的磨料。 硅鋼：硅鋼：(含含4%硅硅)，導(dǎo)磁性良好，用作，導(dǎo)磁性良好，用作變壓器鐵變壓器鐵芯芯。硅橡膠：硅橡膠：既耐高溫又耐低溫，用于制造火箭、既耐高溫又耐低溫，用于制造火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)的零件和絕緣材料等。導(dǎo)彈、飛機(jī)的零件和絕緣材料等。分子篩：分子篩：(一種具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽一種具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽)主要用作主要用作吸附劑和催化劑吸附劑和催化劑。第21頁(yè)/共26頁(yè)1.1.下列變化中，不可能通過(guò)一步反應(yīng)下列變化中，不可能通過(guò)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是（實(shí)現(xiàn)的

10、是（ ）A ASiOSiO2 2NaNa2 2SiOSiO3 3 B BSiOSiO2 2HH2 2SiOSiO3 3C CCuSOCuSO4 4CuClCuCl2 2 D DCu(OH)Cu(OH)2 2CuCu鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)BD第22頁(yè)/共26頁(yè)2.2.下列離子在水溶液中能大量共存的是（下列離子在水溶液中能大量共存的是（ ） A AH H+ +、K K+ +、HCOHCO3 3- -、CaCa2+2+ B BOHOH- -、NaNa+ +、MgMg2+2+、HCOHCO3 3- - C CNaNa+ +、H H+ +、ClCl- -、NONO3 3- - D DNaNa+ +、SiOSi

11、O3 32-2-、H H+ +、ClCl- -C C3.3.下列離子方程式正確的是（下列離子方程式正確的是（ ） A A水玻璃加鹽酸：水玻璃加鹽酸：SiOSiO3 32-2-+2H+2H+ +=H=H2 2SiOSiO3 3 B B小蘇打溶液和燒堿溶液：小蘇打溶液和燒堿溶液： HCOHCO3 3- -+OH+OH- -=CO=CO3 32-2-+H+H2 2O O C C石灰石溶于鹽酸：石灰石溶于鹽酸：COCO3 32-2-+2H+2H+ +=H=H2 2O+COO+CO2 2 D D石英溶于石英溶于NaOHNaOH溶液：溶液： SiSi4+4+2O+2O2-2-+2OH+2OH- -=SiO=SiO3 32-2-+H+H2 2O OABAB第23頁(yè)/共26頁(yè)4 4、選適當(dāng)試劑或方法除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì)、選適當(dāng)試劑或方法除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)）。（括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)）。(1)SiO2(CaCO3) ； (2)SiO2 (I2) ；(3)NaCl (SiO2) ；(4)SiO2 (H