硅及其化合物

形成具有空间网状结构的晶体 3 硅的用途---半导体
大规模集成电路
太阳能电池
4 化学性质 (不活泼, 与少数物质在一定条件下反应)
(1) 能跟一些非金属反应: Si ＋ O2 == SiO2 Si ＋ 2F2== SiF4
高温
(2) 与氢氟酸反应： Si ＋ 4HF ＝ SiF4 ↑ ＋ 2H2 ↑
④与碳反应制粗硅
高温
高温
SiO2 +2C==2CO+Si
合作讨论：
1、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不 能用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？ 因为碱与SiO2生成硅酸盐具有粘合性会将瓶塞粘 住而打不开，而橡皮塞则不会被粘住。 2、实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？ 玻璃中含有SiO2被氢氟酸溶解------用塑料瓶 3、SiO2与CO2化学性质的比较
ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO
2HCl+O2↑ (氯水保存在棕色试剂瓶)
Ⅲ 强氧化性：可漂白-----使有色的有机物退色 杀菌、消毒-----氯气用于自来水消毒 交流合作： (1)对比液氯、新制氯水、久置氯水的成分 分子 离子 Cl2 液 氯 H+、Cl- 、 ClO- （OH - ） H2O、Cl2、HClO 新制氯水 +、ClH O H 久置氯水 2 (2)下列关于氯水的说法中正确的是( A 新制氯水中只含有Cl2和H2O分子
2.随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。 为了延长食品的保质期，防止食品受潮及富脂食品氧化变质， 在包装中应放入的化学物质分别是（ B） A.无水硫酸铜、蔗糖 B.硅胶、硫酸亚铁 C.食盐、硫酸亚铁 D.生石灰、食盐 3.CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是( A ) A．氯化钙溶液 B．澄清的石灰水 C．饱和碳酸钠溶液 D．硅酸钠溶液(水玻璃)
物质 与水反应 与酸反应 与碱反应 SiO2 不反应 SiO2+4HF=SiF4 ↑ +2H2O SiO2 + 2OH- =SiO32- + H2O
高温
CO2 CO2 + H2O =H2CO3 不反应 CO2 + 2OH-=CO32-+H2O
与碱性氧化物
与碳反应
SiO2 +CaO==CaSiO3
SiO2 +2C==2CO+Si
B
)
B 氯水放置数天后酸性增强
C 新制氯水能杀菌消毒是因为Cl2有毒，能毒杀菌 D 光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
(3) 已知Cl2＋H2O＝HCl＋HClO。为了探究HClO的漂白性，某同学设计了 如下的实验。
①通入Cl2后，从集气瓶A中干燥的红色布条不褪色的现象可得出的结论 干燥的 Cl2没有漂白性 是 ;从集气瓶B中湿润的红色布条褪色的现象可得出的 结论是 。 HClO具有漂白性 ②为了确证是HClO使湿润的红色布条褪色，你认为还应增加的实验是: 。 取红色布条放入试管中，再滴加稀盐酸，看红色布条是否褪色
新制氯水成分的探究
(1)成分： 分子：Cl2、H2O、HClO 离子：H+、Cl-、ClO-、OH-(H2O) (2)性质： a. Cl2---如新制氯水是浅黄绿色
b. 酸性（H+）----加NaHCO3粉末有气体
c. Cl----- (氯离子的检验见教材85-86页---试验4-6)
d. HClO（次氯酸）的性质： Ⅰ 弱酸性：酸性弱于H2CO3 Ⅱ 不稳定性：2HClO

海水中含盐3%，主要为氯化钠；还含有氯化镁、硫酸镁等。 氯在自然界中以化合态存在(主要是NaCl)
活泼的黄绿色气体---氯气(Cl2)
舍勒发现氯气的方法(教材82页—科学史话):
MnO2+4HCl(浓)==MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
工业制法： 2NaCl+ 2H2O == 2NaOH + H2↑+Cl2↑
高温 高温
思考：1.下列有关物质的用途（括号中为用途）错误的是（ D ） A 锗和硅（半导体材料） B 二氧化硅（制光导纤维） C 水玻璃（用作粘合剂） D 原硅酸（用作耐火材料）
2.有 下列 物品或设备 ： ①陶瓷餐具 ②砖瓦 ③水泥路桥 ④门窗玻璃 ⑤水晶镜片 ⑥石英钟表 ⑦玛瑙手镯 ⑧硅太阳能电池 ⑨石英光导纤维 ⑩计算机芯片 (1)用到硅单质的是 ； ⑧⑩ (2)所用材料SiO2为或要用到SiO2的是 ⑤⑥⑦⑨； (3)所用材料为硅酸盐的是 ①②③④ 。 硅及其化合物的转化关系图
问题3：如果你身边发生氯气泄漏，此时风向为东北风，请问， ---向东北方向(逆风) 你是向东北方向还是西南方向跑？
二、氯气的化学性质
Cl
+17
2
8 7
得 e-
Cl-
+17
2
8 8
1、氯气与金属反应 较强氧化性
2、氯气与氢气反应
3、氯气与水反应
4、氯气与碱反应 1 与大多数金属反应生成氯化物(教材-83页) 与钠反应：2Na + Cl2 === 2 NaCl 点燃 与铁反应：2Fe + 3 Cl2 == 2 FeCl3 与铜反应：Cu + Cl2 == CuCl2 注意： 通常干燥的氯气不与铁反应，用钢瓶储运液氯。 思考：FeCl3和CuCl2能用它们的金属与盐酸反应制取吗？
课堂练习:
1.物质A是一种高硬度高熔点的化合物，不溶于硫酸、硝酸等强 酸，但能溶于氢氟酸，能与强碱溶液反应生成化合物B；气体C能 使澄清石灰水变浑浊，把气体C通入B的溶液中，则得到化合物D， D加热又转变为化合物A。 写出A、B、C、D的化学式： A________ SiO2 H2SiO3 C_______ D________ CO2 B__________ Na2SiO3
硅钢：高导磁性 硅橡胶：良好的弹性 分子筛：吸附剂、催化剂
新型陶瓷：高温结构陶瓷 压电陶瓷
透明陶瓷
超导陶瓷
教学反馈： 1.下列物质有固定熔点的是（ C ） A.水泥 B.玻璃 C.Na2O· SiO2 D.水玻璃 2. 硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳
质量的90%以上。
氢氟酸 (1)SiO2是玻璃的成分之一，工艺师常用__ __(填物质名称)来
思考：高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数 值分别是( B ) A．7,2 B．5,4 C．6,3 D．3,6
3.无机非金属材料(教材78-79页)
陶瓷 原料—黏土 原料—黏土和石灰石；加适量石膏；
硅酸盐产品
水泥
玻璃 原料—纯碱、石灰石和石英；
其它: 碳化硅(金刚砂ห้องสมุดไป่ตู้SiC)：硬度大
雕刻玻璃；SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式__________
SiO2＋2NaOH==Na ___________________ 。 2SiO3＋H2O
(2)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na2SiO3的用途
防火剂 的原料。 可作________
(3)工业上常用2C＋SiO2==Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中有
高温
CO2 + CaO=CaCO3
CO2 + C==2CO
高温
二、硅酸(H2SiO3)(教材76页)
1.制法: Na2SiO3溶液与酸反应：
现象
实验4-1
a滴入酚酞后溶液变为红色， b再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生
a、Na2SiO3溶液呈碱性
结论
b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸(先形成硅酸溶胶， 后形成硅酸凝胶，经干燥脱水得硅胶干燥剂)。
三、硅酸盐
1.表示方法(77页—资料卡片): 活泼金属氧化物· 较活泼金属氧化物· XSiO2· YH2O 硅酸钠：Na2SiO3 Na2O ·SiO2 （其溶液俗称水玻璃----防火剂、粘合剂） 高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 钙长石：CaAl2SiO6 Al2O3 ·2SiO22H2O CaO ·Al2O3 ·SiO2
方程式 Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓ (SiO32- + 2H+ == H2SiO3↓)
∆ 2.受热易分解: H2SiO3 == H2O + SiO2
3.酸性太弱，只能与强碱发生中和反应 H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O
怎样证明H2SiO3 的酸性比H2CO3弱？ Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓ (SiO32- + H2O + CO2== CO32- + H2SiO3↓)
第一节 硅及其化合物
1、了解硅元素在自然界的存在，硅的原子结构及性质。 2、了解二氧化硅的存在、性质和重要用途。 3、了解硅酸的主要性质和用途，
(1)含量：硅元素在地壳中的含量为26.3%，仅次于 氧 。 (2)硅的存在：在自然界中主要以 二氧硅 及其 硅酸盐 的形式存在 于 岩石、沙子、土壤 中(教材74页)。
3.物理性质、用途(教材75页) ：
(1) 物理性质： 硬度大、熔点高、难溶于水 (2)用途： a.建筑---沙子 b.光学仪器(水晶镜片)、 制光导纤维 c.耐高温化学仪器------石英坩埚 d.工艺品-----玛瑙饰物
4.化学性质—性质稳定, 不活泼(教材76页)
①是酸性氧化物
Ⅰ：SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O
高温
C 填化学式，下同)，氧化剂是SiO 2 元素化合价升高的物质是____( ___。
单质硅(教材79-80页) :
1 硅的物理性质:


硅有晶体硅和无定形硅两种。 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 晶体硅导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体。
2 硅的晶体结构
每一个硅原子与周围4硅原子结合
一、二氧化硅 沙粒---小粒的石英晶体 1.存在(教材75页) 结晶形：石英 水晶---无色透明的石英晶体 玛瑙---彩色环的石英晶体 硅石（12%） 无定形
水晶
玛瑙
2.晶体结构(教材75页)
(1)每一个硅原子周围结合4个氧原子； 同时每个氧原子与两个硅原子结合。 (2)硅原子与氧原子按1:2的原子个数比 组成的具有空间网状结构。 (3)SiO2晶体中不存在单个SiO2分子。
电解
一、氯气的物理性质(教材-83页)
颜色 状态 气味 密度 溶解性
能溶于水（1:2） 黄绿色 气 刺激性 比空气大 (1)易液化 --加压液化，液氯贮存在钢瓶中
(2)有毒
-----具有很强的破坏性 能破坏环境、能剿灭触及 的所有生命
？
问题1：闻氯气的方法 ---扇闻
问题2：如果你所在的二楼发生氯气泄漏， 请问你是向楼上还是楼下跑？---向楼上(高处)
点燃
光照
PCl3 + Cl2 == PCl5 ---白色烟雾
燃烧：任何发光发热的剧烈的化学反应。 思考：下列对燃烧说法中错误的是（ A.一定伴有发光现象 C.一定要有氧气参加 ）
B.一定是氧化还原反应 D. 一定会放出热量
4.氯气与水反应(教材-84页) 氯气的水溶液---“氯水”。 溶解的氯气部分与水起反应，生成盐酸和次氯酸。 Cl2 + H2O === HCl + HClO 次氯酸(弱酸) （Cl2 + H2O === H+ + Cl- + HClO）
点燃 点燃
生成高价的氯化物
2.氯气与氢气反应(教材-83页)
H2+Cl2== 2HCl — 溶于水得盐酸(工业制法)
现象：安静燃烧，苍白色火焰，瓶口有白雾
点燃
或：H2+Cl2 == 2HCl ---爆炸，瓶口有白雾
生成的气体HCl极易溶于水，遇空气中水蒸气，呈现白雾状。 3.在一定条件下，还能与P、S、C等非金属反应 2P + 3Cl2== 2PCl3
(3) 与强碱反应：Si＋2NaOH ＋ H2O ＝ Na2SiO3 ＋ 2H2↑ (Si＋2OH- ＋ H2O ＝ SiO32- ＋ 2H2↑) 思考：哪些物质与强碱溶液反应生成H2?
5 高纯度硅的制法
(1) 用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。
SiO2 ＋2C ==Si（粗硅）＋2CO↑ (2) 与氯反应：Si ＋2Cl2 ＝ SiCl4(温度为400～500℃) 生成的SiCl4液体通过蒸馏，除去其中的硼、砷等杂质。 (3) 用氢气还原得高纯度硅：SiCl4 ＋2H2== Si ＋ 4HCl
高温
Ⅱ：SiO2 + CaO === CaSiO3 Ⅲ：难溶于水，不与水反应 ②不与酸反应（除氢氟酸以外）
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O（刻蚀玻璃）
③与盐反应(固体)(制玻璃反应)
高温
SiO2 + Na2CO3 ==Na2SiO3 + CO2↑
SiO2 + CaCO3 == CaSiO3 + CO2↑