硅及其化合物總結(jié)

1、硅及其化合物總結(jié)硅及其化合物總結(jié)硅的存在硅的存在 硅是一種親氧元素硅是一種親氧元素.在自然界中它總是與在自然界中它總是與氧相互化合，沒游離態(tài)的硅。硅以化合態(tài)存氧相互化合，沒游離態(tài)的硅。硅以化合態(tài)存在于自然界，例如：硅的氧化物和硅酸鹽等，在于自然界，例如：硅的氧化物和硅酸鹽等，在地殼中含量居第二位。在地殼中含量居第二位。你知道嗎你知道嗎?常溫下，單質(zhì)常溫下，單質(zhì)碳、硅的化學(xué)碳、硅的化學(xué)性質(zhì)都不活潑，性質(zhì)都不活潑，為什么碳在自為什么碳在自然界中有穩(wěn)定然界中有穩(wěn)定的單質(zhì)（金剛的單質(zhì)（金剛石）存在，而石）存在，而硅卻沒有？硅卻沒有？ 單質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì)雖然穩(wěn)定，單質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì)雖然穩(wěn)定，但硅是一種親氧元

2、素，硅原但硅是一種親氧元素，硅原子和氧原子的結(jié)合非常牢固，子和氧原子的結(jié)合非常牢固，形成的二氧化硅或硅酸鹽中形成的二氧化硅或硅酸鹽中的硅氧化學(xué)鍵非常牢固，硅的硅氧化學(xué)鍵非常牢固，硅氧鍵一旦形成就很難被破壞，氧鍵一旦形成就很難被破壞，所以，自然界中硅都是以二所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸鹽的形式存在，氧化硅或硅酸鹽的形式存在，沒有游離態(tài)的硅。沒有游離態(tài)的硅。五、硅五、硅 1 1、存在和狀態(tài)：、存在和狀態(tài)：(1)(1)只有化合態(tài)，無游離態(tài)；只有化合態(tài)，無游離態(tài)；( (2)2)晶體硅和無定型硅。晶體硅和無定型硅。2 2、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)：灰灰黑色，有金屬光澤、硬而脆的固體，熔沸點較高。黑色

3、，有金屬光澤、硬而脆的固體，熔沸點較高。3 3、化學(xué)性質(zhì)：、化學(xué)性質(zhì)：不不活潑活潑(1)(1)常溫下：常溫下： Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2 Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2注：與酸（除注：與酸（除HFHF）堿不反應(yīng)，其它氧化劑，如）堿不反應(yīng)，其它氧化劑，如ClCl2 2、O O2 2、H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3等常溫下都不與硅起反應(yīng)。等常溫下都不與硅起反應(yīng)。(2)(2)加熱時：與某些非金屬反應(yīng)加熱時：與某些非金屬反應(yīng)Si+OSi+O2 2=SiO=SiO2 24 4

4、、用途：、用途：半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）和硅酸）和硅酸1.二氧化硅二氧化硅 天然的二氧化硅也叫硅石。石英晶天然的二氧化硅也叫硅石。石英晶體是結(jié)晶的體是結(jié)晶的二氧化硅二氧化硅.砂、石英、水晶砂、石英、水晶的主要成分都是的主要成分都是SiO2堅硬難熔的固體，不溶于水。熔沸點高堅硬難熔的固體，不溶于水。熔沸點高. . 常溫下，二氧化硅的化學(xué)常溫下，二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑不與水、酸（性質(zhì)不活潑不與水、酸（HF除外）反應(yīng)，能與堿性氧化物除外）反應(yīng)，能與堿性氧化物或強堿反應(yīng)或強堿反應(yīng)生成鹽。生成鹽。1).1).物理性質(zhì)物理性質(zhì): :2).2).化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì): :5

5、5、工業(yè)制粗硅（課本練習(xí)）：、工業(yè)制粗硅（課本練習(xí)）：SiOSiO2 2+2C=Si+2CO+2C=Si+2CO高溫高溫粗硅粗硅提純：提純：Si+2ClSi+2Cl2 2=SiCl=SiCl4 4高溫高溫SiClSiCl4 4+2H+2H2 2=Si+4HCl=Si+4HCl高溫高溫SiOSiO2 2 粗硅粗硅 SiClSiCl4 4 SiSi+C +Cl+C +Cl2 2 精餾精餾+H+H2 2高溫高溫高溫高溫高溫高溫COCO2 2SiOSiO2 2空氣空氣硅石、石英、水晶、瑪瑙、沙子等硅石、石英、水晶、瑪瑙、沙子等熔、沸點低，熔、沸點低， 微溶于水微溶于水熔點高，硬度大，不溶于水熔點高，硬

6、度大，不溶于水COCO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2COCO3 3不反應(yīng)不反應(yīng)COCO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2COCO3 3+H+H2 2O OSiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O OCOCO2 2+CaO=CaCO+CaO=CaCO3 3SiOSiO2 2+CaO +CaO 高溫高溫CaSiOCaSiO3 3存存 在在物理性質(zhì)物理性質(zhì)不反應(yīng)不反應(yīng)與氫氟酸反應(yīng)：與氫氟酸反應(yīng)：SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)與水反應(yīng)與與NaOHNaOH

7、反應(yīng)反應(yīng)與與CaOCaO反應(yīng)反應(yīng)與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)思考與交流：思考與交流：我們知道是我們知道是COCO2 2酸性氧化物，那么酸性氧化物，那么SiOSiO2 2是否也是酸性氧化物，酸性氧化物有哪些通用性呢？是否也是酸性氧化物，酸性氧化物有哪些通用性呢？SiOSiO2 2化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì): :小結(jié)：常溫下，二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不與水、酸小結(jié)：常溫下，二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不與水、酸（HFHF除外）反應(yīng)，能與堿性氧化物或強堿反應(yīng)生成鹽。除外）反應(yīng)，能與堿性氧化物或強堿反應(yīng)生成鹽。a a、與氫氟酸反應(yīng)：、與氫氟酸反應(yīng)：b b、與強堿溶液反應(yīng)：、與強堿溶液反應(yīng)：SiOSiO2 2+2NaOH =

8、Na+2NaOH =Na2 2SiOSiO3 3+ H+ H2 2O Oc c、與堿性氧化物反應(yīng)：、與堿性氧化物反應(yīng)：SiOSiO2 2+CaO = CaSiO+CaO = CaSiO3 3高溫高溫SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4 +2H +2H2 2O O二、硅酸（二、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3) )（1）制?。┲迫?（實驗（實驗4-1）強酸制弱酸強酸制弱酸（2）性質(zhì)：）性質(zhì)： 白色膠狀，難溶白色膠狀，難溶（白色膠狀）（白色膠狀） 弱酸性（酸性弱酸性（酸性 H2SiO3 H2CO3） 脫水形成脫水形成硅膠硅膠Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na

9、2CO3用作干燥劑、吸咐劑用作干燥劑、吸咐劑原理原理思考與交流：思考與交流：COCO2 2H H2 2O OH H2 2COCO3 3，我們知道，我們知道SiOSiO2 2不不能直接和水化合成能直接和水化合成H H2 2SiOSiO3 3，那怎樣制備，那怎樣制備H H2 2SiOSiO3 3呢？呢？ 現(xiàn)象現(xiàn)象經(jīng)色逐漸消失，且有白色膠狀沉淀生成經(jīng)色逐漸消失，且有白色膠狀沉淀生成結(jié)論結(jié)論難溶于水的弱酸難溶于水的弱酸方程式方程式NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HC

10、l=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3三、硅酸鹽三、硅酸鹽硅酸鈉（硅酸鈉（NaNa2 2SiOSiO3 3）：）： 實驗實驗4 42P2P7171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。NaNa2 2SiOSiO3 3溶液（水玻璃）溶液（水玻璃） 木材防火、黏膠劑等木材防火、黏膠劑等放入蒸餾水放入蒸餾水放入放入NaNa2 2SiOSiO3 3飽和溶液飽和溶液現(xiàn)象現(xiàn)象燃燒燃燒無明火，不燃燒無明火，不燃燒結(jié)論結(jié)論NaNa2 2SiOSiO3 3不易燃燒，不易燃燒，可作防火劑可作防火劑四、硅酸鹽工業(yè)四、硅酸鹽工業(yè)1 1、玻璃：、玻璃： 原料：純堿、石灰

11、石和石英原料：純堿、石灰石和石英 NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2=Na=Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2 CaCO CaCO3 3+SiO+SiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3+CO+CO2 2 主要成分：主要成分：NaNa2 2SiOSiO3 3、CaSiOCaSiO3 3、SiOSiO2 2 （NaNa2 2O OCaOCaO6SiO6SiO2 2） 2 2、水泥：、水泥：主要原料：粘土和石灰石主要原料：粘土和石灰石 石膏石膏作用是調(diào)節(jié)水泥硬化速度作用是調(diào)節(jié)水泥硬化速度3 3、陶瓷：、陶瓷：主要原料：粘土主要原料：粘土 4 4、特殊含硅化合物、特殊含硅化合物碳化硅碳化硅SiCSiC，俗名，俗名金剛砂金剛砂（金剛石，二氧化硅）（金剛石，二氧化硅），