硅和硅的化合物复习

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科目化学年级高三年级班级时间2013年9 月课题硅和硅的化合物无机非金属材料复习

教学目标1．了解硅酸、硅酸盐的有关性质。

2．了解碳的氧化物对大气的污染与防治。

3．了解硅酸盐工业及新型无机非金属材料的特性与应用。

教材分析重点：硅元素单质和化合物的性质。难点：硅元素单质和化合物的性质。

板书设计示意框图

硅和硅的化合物无机非金属材料

一、硅和硅的化合物：

1.硅：

(1) 存在：

（2）晶体结构：

（3）物理性质：

(4) 化学性质：

①常温下不活泼，只与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应。

②加热或高温时能与某些非金属反应：Si+O2SiO2，Si+C SiC

(5) 工业制法：

2.二氧化硅：

(1) 存在与结构：

（2）晶体结构：

（3）物理性质：二氧化硅硬度大，熔点高，不导电，不溶于水。

(4) 化学性质：

3.硅酸(H2SiO3)和原硅酸(H4SiO4)：

硅酸(H2SiO3)是一种白色粉末状固体，不溶于水，是酸性比碳酸还弱的弱酸。SiO2虽为硅酸的酸酐，但SiO2不溶于水也不与水反应，则不能用SiO2与水直接反应得到硅酸，而只能通过可溶性硅酸盐与酸反应制备。如:Na2SiO3+2HCl= H2SiO3↓+2NaCl

4.硅酸盐：

硅酸、原硅酸和由它们缩水而成的各种酸所对应的盐，统称为硅酸盐。除碱金属外，其他金属的硅酸盐均不溶于水。硅酸钠是最常见的可溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃。水玻璃是无色黏稠的液体，是矿物胶，用作黏合剂、防腐剂和耐火材料。

二、无机非金属材料：

1. 传统的无机非金属材料(即硅酸盐材料。如水泥、玻璃、普通陶瓷等，它们抗腐蚀、耐高温，但质脆、经不起热冲击。)

(1) 水泥：

主要原料：黏土(主要成分SiO2)和石灰石；

(2) 玻璃：

主要原料：石英(SiO2)、纯碱和石灰石；

主要成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2等共同熔成的混合物(或Na2O·CaO·6SiO2)；

主要反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑

(3) 陶瓷：

2. 新型无机非金属材料：

【课后作业】相关习题。

时序教学操作过程设计(重点写怎么教及学法指导,含课练、作业安排) [基础知识]

一、硅和硅的化合物：

1.硅：

(1) 存在：地壳中仅次于氧，全部以化合物形式存在。

（2）晶体结构：正四面体型的空间网状结构，属原子晶体。

（3）物理性质：灰黑色，具有金属光泽、硬度较大，熔沸点较高，并具有良好的半导体性能。

(4) 化学性质：

①常温下不活泼，只与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应。如与NaOH溶液的反应为:

Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2↑

②加热或高温时能与某些非金属反应: Si+O2SiO2，Si+C SiC

(5)工业制法：

a.粗制：SiO2+2C Si(粗硅)+2CO↑

b.精炼：Si(粗硅)+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2Si(高纯硅)+4HCl

(6)用途：制造半导体器件(如集成电路、晶体管、硅整流器等)及合金(含硅4％的钢具有导磁性，

可用来制造变压器的铁芯)。

2.二氧化硅：

(1) 存在与结构：天然二氧化硅分为晶体和无定形两大类。石英的主要成分是SiO2，自然界透明

的六方柱状石英晶体，即水晶；无定形SiO2有硅藻土等。

（2）晶体结构：晶体二氧化硅是硅原子与氧原子以共价键形成的空间网状结构的原子晶体，其中Si:O=1:2，“SiO2”是其化学式，1mol SiO2晶体中含有4 mol“Si—O”共价键。

（3）物理性质：二氧化硅硬度大，熔点高，不导电，不溶于水。

(4) 化学性质：

①稳定性：因“Si—O”键能很大，一般很难断裂，所以二氧化硅化学性质十分稳定。

②酸性氧化物：是硅酸的酸酐，可与酸性氧化物、强碱等反应。如:

SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O

(盛放碱溶液的试剂瓶常用橡皮塞而不用玻璃塞)

③特性：SiO2+4HF=2H2O+SiF4↑（HF酸可用于蚀刻玻璃）

SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑

(5) 用途：制造光导纤维、光学仪器、玻璃原料和建筑材料。

3.硅酸(H2SiO3)和原硅酸(H4SiO4)：

硅酸(H2SiO3)是一种白色粉末状固体，不溶于水，是酸性比碳酸还弱的弱酸。SiO2虽为硅酸的酸酐，但SiO2不溶于水也不与水反应，则不能用SiO2与水直接反应得到硅酸，而只能通过可溶性硅酸盐与酸反应制备。如:Na2SiO3+2HCl= H2SiO3↓+2NaCl

原硅酸几乎不溶于水，是弱酸，不稳定。这种白色胶状物在空气里放置一段时间后，会失去水而变成硅酸，反应方程式为:H4SiO4= H2SiO3+ H2O。

4.硅酸盐：

硅酸、原硅酸和由它们缩水而成的各种酸所对应的盐，统称为硅酸盐。除碱金属外，其他金属的硅酸盐均不溶于水。硅酸钠是最常见的可溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃。水玻璃是无色黏稠的液体，是矿物胶，用作黏合剂、防腐剂和耐火材料。

硅酸盐是构成地壳岩石最主要的成分，种类多，结构复杂。习惯上用SiO2和金属氧化物形式表示硅酸盐的组成，其通式为：a M x O y·b SiO2·c H2O（M为金属元素，a、b、c是正整数；当金属氧化物多于一种时，按K2O、Na2O、CaO、MgO、Al2O3顺序排列），但不能认为硅酸盐就是由氧化物所组成的。

二、无机非金属材料：

1. 传统的无机非金属材料(即硅酸盐材料。如水泥、玻璃、普通陶瓷等，它们抗腐蚀、耐高温，

但质脆、经不起热冲击。)

(1) 水泥：

主要原料：黏土(主要成分SiO2)和石灰石；