硅和二氧化硅上课用.

Si 不反应
C 不反应
似
2、加热条件下都 能与氧气反应
Si+O2=SiO2
C+O2=CO2
点 3、与H2的反应
很困难
很困难
不 1、与某些酸的反应 Si+4HF=SiF4↑+2H2 ↑ C+2H2SO4=CO2+SO2+2H2O
同 点 2、与强碱反应
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
不反应
物质 物理 状 态 性质 熔沸点
化 与水反应
CO2 气态
低
CO2+H2O=H2CO3
SiO2 固态 高 不反应
学 与酸反应
不与酸反应
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O
性
与NaOH溶 液反应
CO2+2NaOH=Na2CO3+2H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+2H2O
质 与碱性氧
化物反应
化合态存在的硅。
2、硅的结构
碳和硅的原子结构示意图
C +6 2 4
Si +14 2 8 4
晶体硅的结构
3、硅的物理性质
晶 体 硅
单 晶 硅
硅的物理性质：
1）晶体硅是灰黑色，有金属光泽，
单
硬而脆的固体 2）熔、沸点高、硬度大
质 硅
3）晶体硅是良好的半导体
4、硅的化学性质
性质
相
1、常温下化学 性质稳定
高温
Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑
高温
CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑
干态下物质间的反应规律:
高沸点物质（SiO2）制低沸点物质（CO2）
高温
高温
SiO2+2C===Si+2CO↑ Na+KCl===NaCl+K↑
3.二氧化硅的存在形式
•水晶 •玛瑙 •石英 •硅石 •硅藻土
二、二氧化硅
1、CO2和SiO2的结构 CO2的晶体结构
SiO2的晶体结构
O C
思考
二氧化碳是酸性氧化物，能溶于水形成 碳酸；那二氧化硅能溶于水形成硅酸吗？
二氧化硅是不是酸性氧化物呢？ 氢氧化钠溶液是用什么装置保存的，为 什么？ 氢氟酸能保存在玻璃瓶中吗？为什么？
2、二氧化硅和二氧化碳性质比较
HF
CaSiO3
CaCO3 或CaO
或F2
Si O2 SiO2 △
C
NaOH 或Na2CO3
H2SiO3
NaOH Na2SiO3
H+或CO2
NaOH
已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑ 现把11.5g钠和4.2g硅同时投入100g水中，在标况下 收集到H2多少L？（提示：与Si反应的NaOH是过 量的）
X=8 K2O·Al2O3·6SiO2
(3)水玻璃：Na2SiO3的水溶液,是无色粘稠的液体，
是一种矿物胶，做粘合剂、防腐剂。
②硅酸盐的表示方法
Na2SiO3
Na2OSiO2
Al2(Si2O5)(OH)4
Al2O3 2SiO2 2H2O
氧化物的书写方法：
顺序：活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物
现象呢？
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+ Na2CO3
三、碳酸和硅酸性质比较
物质
硅酸
碳酸
化学式
H2SiO3
H2CO3
酸酐
SiO2
CO2
制法 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl CO2+H2O=H2CO3
水溶性
难溶于水
溶于水
酸性比较
H2CO3>H2SiO3
硅酸及硅酸盐：
CO2+CaO==CaCO3
SiO2+CaO 高温 CaSiO3
SiO2是坚硬难熔的固体。有晶体和无定形两大类，晶体二氧化 硅叫石英、水晶，天然二氧化硅叫硅石、石英砂。
因此、不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如 NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。
高温时：
高温
SiO2+CaO===CaSiO3
解 Na —1/2H2 23g 1/2×22.4L 11.5g X
1
X＝
2
×22.4L×11.5g ＝5.6L
23g
Si —2H2 28g 2×22.4L 4.2g Y
Y=(4.2g ×2 ×22.4L)/28g=6.72L
VH2 =5.6L+6.72L=12.32L
(1)硅酸：硅其酸酸、性原比硅 碳酸 酸都 弱不 ：溶于水，属于弱酸，
Na2SiO3+CO2+2H2O===Na2CO3+H4SiO4 ↓
H4SiO4===H2SiO3 +H2O (易)
(2)硅酸盐：①多数不溶于水(Na2SiO3易溶)
②以氧化物形式表示：Al2(Si2O5)(OH)4
KAlSi3Ox
I 元素周期表
A
1
II
A
0 III IV VA VI VI
K2
AA
A IA
2
L8 K2
3
III IV V VI VII BBBBB
VIII
铝 硅 IB
II B
4
锗砷
M 18
L
8
k
2
5
锑碲
6
钋砹
7
5、硅的用途：
集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料
高纯硅：半导体材料。集 成电路、晶体管、硅整流 器等半导体材料，还可以 制成太阳能电池。
（1）与氟气反应：Si+2F2==SiF4 （2）与氢氟酸反应：Si+4HF==SiF4+2H2 （3）与强碱溶液反应：
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2
（4）与氯气反应：Si+2Cl2==SiCl4 （5）与氧气反应：Si+O2==SiO2
注：常温下Cl2、O2、H2SO4、HNO3等都不与硅起反应。
第二节 硅和二氧化硅
原始陶冶大约一万年前出现在中国.“陶”作为历 史上第一种人造材料成为人类摆脱蒙昧的标志.
享 有 盛 誉 的 中 陶缸（新时器时代） 国 古 代 陶 瓷
钧瓷（宋）
三彩马 青花瓷盖罐（明）
1、硅的含量及存在形式
含量：在地壳中，它的含量仅次于氧，居第二位。 存在形式:在自然界中,没有游离态的硅,只有以
制合金 变压器铁芯（含硅4%的钢有导磁性） 耐酸设备（含硅15%左右的钢有耐酸性）
5、制备
+C SiO2 高温
粗硅
+Cl2
高温
SiCl4
精馏+H2 高温
Si
工业制粗硅：
SiO2+2C
高温
==
2CO+Si(含杂质的粗硅)
高温
粗硅提纯： Si+2Cl2 == SiCl4
生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等，再用H2还原 SiCl4+2H2=高=温4HCl+Si(纯度高的多晶硅)
二氧化硅
水
氧化物前系数配置原则：
除氧元素外，其它元素按配置前后原子个 数守恒配置系数。
注意事项：
（1）氧化物之间以“•”隔开； （2）系数配置出现分数应化为整数。
如：KAlSi3Ox
X=8
（1/2K2O·1/2Al2O3·3SiO2） （K2O·Al2O3·6SiO2）
4.二氧化硅的用途
水晶制光学仪器和工艺品 玛瑙制精密轴承和装饰品 石英表、石英钟 石英玻璃制化学仪器 制光导纤维 制普通玻璃 作建筑材料
光
钢
玻
导
化
璃
纤
玻
仪
维
璃
器
石 英 玻 璃
光 学 玻 璃 器
彩 色 玻 璃
材
满 城 汉 玻 璃 耳 杯
中 晚 期 玻 璃 璧
石 英 表
土隋 的李 玻静 璃训 圆墓 盒出
网
北
纹
宋
玻
玻
璃
璃
杯
杯
红清 玻乾 璃隆 双白 合地 瓶套
魏 晋 南 北 玻 璃 钵
玲珑瓷
青花瓷
粉彩瓷
颜色釉瓷
雕塑瓷
薄胎瓷
阅读与思考
二氧化硅和二氧化都是酸性氧化物，对应的酸 分别是碳酸和硅酸，怎样用实验证明它们的酸 性强弱？ 方法: 向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，会有什么