高中化学必修一第四章硅教案

硅及其化合物

一、硅( silicon) 单质

1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体

2、晶体结构：正四面体形

3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介

于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。

4、化学性质

(1) 常温下的反应：

非金属单质：Si+2F2==SiF4

酸：Si+4HF==SiF4↑+2H2↑

碱：Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑

(2) 高温下的反应：

Si+O2高温SiO2Si+2Cl2高温SiCl4

5、硅的制备

(1) 工业上制粗硅

SiO2 + 2C 高温Si+2CO ↑

石英砂焦炭电炉中粗硅

(2) 由粗硅制纯硅

Si+2Cl2高温SiCl4 SiCl4+2H2高温Si+4HCl

二、二氧化硅和硅酸

1、二氧化硅(SiO2 )

(1) 存在SiO2是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其

存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。

(2) 用途结晶型：石英玛瑙水晶。无定形：硅藻土

①、制光导纤维②、石英玻璃制化学仪器③、石英表、石英钟

④、水晶制光学仪器和工艺品⑤、玛瑙制精密轴承和装饰品

(3)物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明

(4) 结构：空间网状结构

(5) 化学性质：稳定，不活泼

○1具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应)

与强碱反应：SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O

与碱性氧化物反应：SiO2+CaO高温CaSiO3

○2与HF的反应：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O

○3弱氧化性：SiO2+2C高温Si +2CO↑(工业上制粗硅)

○4与某些盐反应：Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑

CaCO3+SiO2高温CaSiO3+CO2↑(工业上制玻璃的主要反应)

［思考与交流］1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？

HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。

2、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？

NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。

2、硅酸(H2SiO3)

硅酸是一种比碳酸还要弱的弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。

A)H2SiO3也是一种很弱的酸，我们也可以用硅酸盐来制备硅酸。

Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓

Na2SiO3+H2SO4==Na2SO4+H2SiO3↓

Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓（酸性H2SiO3 < H2CO3）

B) 如果对硅酸加热，其可以分解生成SiO2H2SiO3△

H2O +SiO2

三、硅酸盐(silicate)

1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。

硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，性质很稳定。最简单的硅酸盐是硅酸钠。

2、硅酸钠

(1)物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱。

(2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强

3、表示方法：

原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼）

方法：○1找组成元素○2写成氧化物的形式

○3原子个数比不变○4检查有无遗漏

硅酸钠： Na

2O·SiO

2

石棉：3MgO·CaO·4SiO

2

长石：K

2

O·Al

2

O

3

·6SiO

2

普通玻璃：CaO·Na

2O·6SiO

2

黏土：Al

2

O

3

·2SiO

2

·2H

2

O

4 传统硅酸盐材料，具有特殊功能的含硅物质。

水泥黏土玻璃石英陶瓷