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第一节　硅 无机非金属材料 （第1课时） 第四章 材料家族中的元素 沙井中学化学科组 一、单质硅与半导体材料 1、存在和状态： (1)只有化合态，无游离态； 2、物理性质： 灰黑色，有金属光泽、 硬而脆的固体，熔沸 点较高。单质硅的导 电性介于导体和绝缘 体之间 (2)晶体硅和无定型硅。 一、单质硅与半导体材料 3、化学性质 不活泼 (1)常温下： ② Si+4HF=SiF4+2H2↑ ③Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ (2)加热时：与某些非金属反应 Si+O2==SiO2 5、用途：半导体材料 4、工业制硅 SiO2 + 2C===Si + 2CO ① Si+2F2=SiF4 二、二氧化硅与光导纤维 1、SiO2物理性质 熔点高、硬度大。 俗名：水晶 二、二氧化硅与光导纤维 1、SiO2物理性质 熔点高、硬度大。 俗名：水晶 、石英 二、二氧化硅与光导纤维 1、SiO2物理性质 熔点高、硬度大。 俗名：水晶 、石英、玉（不纯） 二、二氧化硅与光导纤维 1、SiO2物理性质 熔点高、硬度大。 俗名：水晶 、石英、玉（不纯）、玛瑙 二、二氧化硅与光导纤维 2、SiO2晶体结构 正四面体空间网状结构 二、二氧化硅与光导纤维 3、SiO2化学性质 （1）酸性氧化物通性 SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O SiO2 + CaO === CaSiO3 高温 （3）与氢氟酸反应 SiO2 + 4HF == SiF4↑+ 2H2O （2）氧化性 SiO2 + 2C === Si+2CO 高温 二、二氧化硅与光导纤维 4、用途：光导纤维 二、二氧化硅与光导纤维 4、用途：光导纤维、石英钟表压电材料 5、硅酸（H2SiO3) 实验室制备 强酸制弱酸 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3 + H2SiO3↓ Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ 硅酸比碳酸酸性还弱 硅酸盐 三、硅酸盐与无机非金属材料 硅酸钠：Na2SiO3 钾长石:KAlSi3O8 镁橄榄石:Mg2SiO4 黏土:Al2SiO3(OH)4 石棉:CaMg3Si4O12 Na2O?SiO2 2MgO?SiO2 Al2O3?SiO2?2H2O K2O ? Al2O3?6SiO2 CaO ? 3MgO?4SiO2 1、玻璃 三、硅酸盐与无机非金属材料 ①原料：纯碱、石灰石、石英 ②方程式： Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ ③钠玻璃主要成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 ④设备：玻璃熔炉 2、水泥 三、硅酸盐与无机非金属材料 ①原料：粘土、石灰石和石膏—作用 是调节水泥硬化速度 ②水泥主要成分： 硅酸三钙：3CaO?SiO2 硅酸二钙: 2CaO?SiO2 铝酸三钙: 3CaO?Al2O3 ③设备：水泥回转窑 3、陶瓷 三、硅酸盐与无机非金属材料 4、新型陶瓷： 高温结构陶瓷：氮化硅Si3N4 碳化硅SiC，俗名金刚砂 生物陶瓷：Al2O3、ZrO2 压电陶瓷：钛酸钡BaTiO3、钛酸铅PbTiO3 原料：黏土（xAl2O3?ySiO2?2H2O) 三、硅酸盐与无机非金属材料 硅酸钠（Na2SiO3）：[实验4－2]P71 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 Na2SiO3溶液（水玻璃）— 木材防火、黏胶剂等 放入蒸馏水 放入Na2SiO3饱和溶液 现象 燃烧 无明火，不燃烧 结论 Na2SiO3不易燃烧，可作防火剂 Na2SiO3 : Na2O·SiO2 Al2(Si2O5)(OH)4 : Al2O3·2SiO2·2H2O Ca(Al2Si3O10)·3H2O KAlSi3O8 钙沸石 正长石 高岭石 四、硅酸盐的改写： 硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分（5%） 5、工业制粗硅（课本练习）： SiO2+2C===Si+2CO↑ 高温 粗硅提纯： Si+2Cl2===SiCl4 高温 SiCl4+2H2===Si+4HCl 高温 SiO2 粗硅 SiCl4 Si +C +Cl2 精馏+H2 高温 高温 高温 1、制造光导纤维的主要原料是（ ） A.晶体硅 B.二氧化硅 C.石墨 D.硅酸钠 2、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（