二氧化硅与信息材料(上课课件)
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①与F2反应
Si + 2F2 = SiF4
②与HF反应 Si + 4HF = SiF4↑+ 2H2↑ ③与碱反应 Si + H2O + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2↑ ④与O2等非金属反应 △ Si + O2 = SiO2
Si + C == SiC（金刚砂）
高温
3、硅的用途 半导体 光电池（将光能转化为电能） 硅芯片（用于计算机）
半导体晶体管及芯片的出现， 促进了信息技术革命。
硅芯片
晶体管
硅太阳能
供应集成电路板
音乐集成电路板
4、硅的制取:
高温
制取粗硅:SiO2+2C = Si+2CO↑
粗硅在高温下跟氯气 反应 生成一种液态物质。经蒸 馏提纯后，再用氢气还原 制得纯硅。
制取纯硅: Si+2Cl2 = SiCl4 (液态) SiCl4+2H2 = Si+4HCl
A、Na2SiO3 B、H2SiO3
C、SiO2
H2SiO3 SiO2
H2SiO3
D、 SiO2
Na2SiO3
7.选适当试剂或方法除去下列物质中的杂质 （括号内为杂质）。 （1）SiO2(CaCO3) 稀盐酸 (2)SiO2 (Si) 氧气 加热 ；
(3)NaCl (SiO2)
水 过滤
加热 过滤
；
C．液溴盛放在棕色广口瓶中
D．氯水盛放在棕色细口瓶中
４、将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可选
用的器皿是
A.铁坩埚
( AC )
B.石英坩埚
C.石墨坩埚
D. 蒸发皿
5. 要除去SiO2中混有的少量杂质CaCO3，最适 宜的试剂是 ( B ) A.水 B.盐酸
C.稀硫酸
D.氢氧化钠溶液。
6、下列变化中不能一步实现的是（ C ）
【 讨论 】
氟化氢气体用什么瓶收集？
氢氟酸在实验室应如何储存？
答：氟化氢气体一般是用塑料瓶收集。
氢氟酸只能用塑料瓶盛放。
探究：如何利用SiO2制取硅酸？
制取含氧酸的常用方法有哪些？ 实验室能否用二氧化硅能与水反应制取硅酸？ 以二氧化硅为原料制取硅酸: (1) SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (2)Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3 或Na2SiO3+2HCl = H2SiO3↓+2NaCl
高温
与碳反应
SiO2是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应
【 讨论 】
为什么实验室中盛放碱 液的试剂瓶用橡皮塞而不用 玻璃塞？(玻璃中含有SiO2)
防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应 生成有粘性的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口 粘在一起。 橡皮塞或软木塞。
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
小知识：自然界的二氧化硅（水晶、玛瑙）
水晶
玛瑙
一、二氧化硅性质
1、物理性质：
熔沸点很高，硬度很大，不溶于水的固体。
2、化学性质：
化学性质很稳定，不活泼，除氢氟酸外不与 其它酸反应，但能与碱性氧化物或强碱反应，属 酸性氧化物。
SiO2与CO2：均属于酸性氧化物
物 质 CO2
CO2+H2O = H2CO3
实验: 向饱和Na2SiO3溶液中滴入稀盐酸 现象 结论 方程式
滴入盐酸有透明的硅酸凝胶产生 硅酸难溶于水,酸性比盐酸弱 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3↓+2NaCl
硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱。
二氧化硅的用途
光学仪器 石英手表 石英坩埚
耐磨器皿 精密仪器轴承 装饰品
光导纤维
SiO2
二、硅
1、物理性质
晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；
导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体
材料，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。
以化合态存在于自然界。
有两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。
硅的结构
正四面体空间网状结构。与金刚石结构相似。
2、化学性质
硅单质在常温下化学性质稳定，与氧气、 氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应， 但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。 在加热时能跟O2等物质发生反应。常作 为还原剂。
SiO2 不反应
SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiO2+2NaOH= Na2SiO3 +H2O 高温 SiO2+CaO == CaSiO3 高温 SiO2 + 2C == Si + 2CO↑
与水反应 与酸反应
不反应
Na2CO3 +H2O
与碱反应 CO2+2NaOH=
与碱性氧化 物反应 CO2+Na2O = Na2CO3 CO2 + C == 2CO
高温 高温
硅晶片生产
硅熔炉
１、下列物质的主要成分不是SiO2的是 （ C ）
A、石英 B、水晶 C、金刚砂 D、玛瑙 ２、下列物质不与水反应的是（ C ） A、CaO B、CO2 C、SiO2 D、SO2
３、下列试剂的存放方法，正确的是：（ D ） A．氢氧化钠、纯碱以及水玻璃要存 放在带磨砂玻璃塞的试剂瓶中 B．氢氟酸盛放在棕色玻璃试剂瓶
； ；
过滤 ；
(4)SiO2 (H2SiO3)
(5)Fe2O3 (SiO2)
(6)Si (Fe)
氢氧化钠溶液
过滤
稀盐酸
。
①与F2反应
Si + 2F2 = SiF4
②与HF反应 Si + 4HF = SiF4↑+ 2H2↑ ③与碱反应 Si + H2O + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2↑ ④与O2等非金属反应 △ Si + O2 = SiO2
Si + C == SiC（金刚砂）
高温
3、硅的用途 半导体 光电池（将光能转化为电能） 硅芯片（用于计算机）
半导体晶体管及芯片的出现， 促进了信息技术革命。
硅芯片
晶体管
硅太阳能
供应集成电路板
音乐集成电路板
4、硅的制取:
高温
制取粗硅:SiO2+2C = Si+2CO↑
粗硅在高温下跟氯气 反应 生成一种液态物质。经蒸 馏提纯后，再用氢气还原 制得纯硅。
制取纯硅: Si+2Cl2 = SiCl4 (液态) SiCl4+2H2 = Si+4HCl
A、Na2SiO3 B、H2SiO3
C、SiO2
H2SiO3 SiO2
H2SiO3
D、 SiO2
Na2SiO3
7.选适当试剂或方法除去下列物质中的杂质 （括号内为杂质）。 （1）SiO2(CaCO3) 稀盐酸 (2)SiO2 (Si) 氧气 加热 ；
(3)NaCl (SiO2)
水 过滤
加热 过滤
；
C．液溴盛放在棕色广口瓶中
D．氯水盛放在棕色细口瓶中
４、将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可选
用的器皿是
A.铁坩埚
( AC )
B.石英坩埚
C.石墨坩埚
D. 蒸发皿
5. 要除去SiO2中混有的少量杂质CaCO3，最适 宜的试剂是 ( B ) A.水 B.盐酸
C.稀硫酸
D.氢氧化钠溶液。
6、下列变化中不能一步实现的是（ C ）
【 讨论 】
氟化氢气体用什么瓶收集？
氢氟酸在实验室应如何储存？
答：氟化氢气体一般是用塑料瓶收集。
氢氟酸只能用塑料瓶盛放。
探究：如何利用SiO2制取硅酸？
制取含氧酸的常用方法有哪些？ 实验室能否用二氧化硅能与水反应制取硅酸？ 以二氧化硅为原料制取硅酸: (1) SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (2)Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3 或Na2SiO3+2HCl = H2SiO3↓+2NaCl
高温
与碳反应
SiO2是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应
【 讨论 】
为什么实验室中盛放碱 液的试剂瓶用橡皮塞而不用 玻璃塞？(玻璃中含有SiO2)
防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应 生成有粘性的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口 粘在一起。 橡皮塞或软木塞。
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
小知识：自然界的二氧化硅（水晶、玛瑙）
水晶
玛瑙
一、二氧化硅性质
1、物理性质：
熔沸点很高，硬度很大，不溶于水的固体。
2、化学性质：
化学性质很稳定，不活泼，除氢氟酸外不与 其它酸反应，但能与碱性氧化物或强碱反应，属 酸性氧化物。
SiO2与CO2：均属于酸性氧化物
物 质 CO2
CO2+H2O = H2CO3
实验: 向饱和Na2SiO3溶液中滴入稀盐酸 现象 结论 方程式
滴入盐酸有透明的硅酸凝胶产生 硅酸难溶于水,酸性比盐酸弱 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3↓+2NaCl
硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱。
二氧化硅的用途
光学仪器 石英手表 石英坩埚
耐磨器皿 精密仪器轴承 装饰品
光导纤维
SiO2
二、硅
1、物理性质
晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；
导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体
材料，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。
以化合态存在于自然界。
有两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。
硅的结构
正四面体空间网状结构。与金刚石结构相似。
2、化学性质
硅单质在常温下化学性质稳定，与氧气、 氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应， 但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。 在加热时能跟O2等物质发生反应。常作 为还原剂。
SiO2 不反应
SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiO2+2NaOH= Na2SiO3 +H2O 高温 SiO2+CaO == CaSiO3 高温 SiO2 + 2C == Si + 2CO↑
与水反应 与酸反应
不反应
Na2CO3 +H2O
与碱反应 CO2+2NaOH=
与碱性氧化 物反应 CO2+Na2O = Na2CO3 CO2 + C == 2CO
高温 高温
硅晶片生产
硅熔炉
１、下列物质的主要成分不是SiO2的是 （ C ）
A、石英 B、水晶 C、金刚砂 D、玛瑙 ２、下列物质不与水反应的是（ C ） A、CaO B、CO2 C、SiO2 D、SO2
３、下列试剂的存放方法，正确的是：（ D ） A．氢氧化钠、纯碱以及水玻璃要存 放在带磨砂玻璃塞的试剂瓶中 B．氢氟酸盛放在棕色玻璃试剂瓶
； ；
过滤 ；
(4)SiO2 (H2SiO3)
(5)Fe2O3 (SiO2)
(6)Si (Fe)
氢氧化钠溶液
过滤
稀盐酸
。