非金属及其化合物-硅.ppt

试剂 二氧化硅 氢氧化钠溶液 硝酸银晶体 氢氟酸 浓硫酸 氯水 试剂瓶 细口磨口塞 广口瓶 棕色细口磨口塞 细口橡皮塞 棕色广口瓶 细口塑料瓶 三、硅酸(H2SiO3) （1）组成：硅酸是由H Si O三种元素组成的一系列化合物，种类很多，如H2SiO3（硅酸） H4SiO4（原硅酸，易失水）、H6Si2O7（二聚硅酸）等。 （2）性质：H2SiO3是SiO2的对应水化物（ SiO2 是H2SiO3的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱，能与强碱反应 （3）硅酸(H2SiO3)实验 实验1:向饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸 现象 结论 方程式 滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有透明的硅酸凝胶产生 Na2SiO3呈碱性，硅酸难溶于水 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3+2NaCl 思考：怎样由石英制取硅酸？ （3）硅酸的制取：向硅酸盐中加入盐酸或者CO2可制得硅酸胶体（凝胶）和沉淀. Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓（凝胶） Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓（碳酸的酸性比硅酸强） 思考：将CO2通入Na2SiO3溶液中的现象? 现象：有白色胶状沉淀生成 方程式： Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3+Na2CO3 结论： 硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱 硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。是一种常用的干燥剂 2、性质： a、硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸，其酸性比碳酸弱 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ b、不稳定性：H4SiO4===H2SiO3+H2O(易) Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ 总结：硅酸 1、制法： C、吸附性，干燥，催化 第四章---非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料---硅 非金属元素在地壳中的含量 第四章 非金属及其化合物 Si在地壳中第二，为26.3%，硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。 地球生物生存的根基——硅酸盐、空气、水、阳光 豪门二杰---碳、硅 碳--统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。 硅—统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。 思考1：碳、硅原子最外层电子数是多少？ Si 碳、硅原子最外层电子数是4 思考2：碳、硅原子主要显几价？ 正四价（+4价） 思考3：阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧的能力。 ① 碳、硅都是亲氧元素。 硅的亲氧性强于碳的亲氧性。 ②因此硅元素在自然界都是与氧的化合物的形态存在。 一、硅的存在和结构： 1、硅的存在： (1)硅在地壳中的含量仅次于氧,为26.3% (2)硅是一种亲氧元素,主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。 2、硅的结构： 正四价 归纳总结 3、主要物理性质 结构类似金刚石，灰黑色、硬而脆 有金属光泽的固体熔点、沸点高硬度大 4、化学性质： 不活泼 (1)常温下：与氢氟酸，氟气，强碱溶液反应 ①Si+2F2=SiF4 ②Si+4HF=SiF4 ↑+2H2↑ ③Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑ (2)加热（或高温）时：与O2、Cl2、C、N2等非金属反应。 Si+O2==SiO2 △ Si+2Cl2==SiCl4 △ Si+C===SiC（碳化硅，俗称金刚砂） 高温 3Si+4N2===Si3N4（氮化硅，新型陶瓷材料） 高温 （3）浓硫酸、浓硝酸、KMnO4溶液等常温下都不与硅起反应。 5、用途： 高纯硅：重要的半导体材料，信息技术的关键材料，主要用于制造硅芯片，应用于计算机、集成电路、晶体管等半导体材料中，还用于制造光电池。 合金 变压器铁芯 （含硅4%的钢有导磁性） 耐酸设备 （含硅15%左右的钢有耐酸性） 电脑的中央处理器（CPU） 光伏电池 SiO2+2C===Si+2CO 高温 6、工业制粗硅：（重点） （1）工业上用焦炭在电炉中还原石英砂（主要成分SiO2）制得粗硅 6、工业制粗硅：（重点） Si（粗）+2Cl2===SiCl4 SiCl4+2H2===Si（纯）+4HCl 高温 高温 （2）粗硅提纯：含杂质的Si与Cl2（或HCl）在高温下反应，生成的SiCl4（或SiHCl3）是沸点低的液体，蒸馏分离获得纯净的SiCl4（或SiHCl3），再用氢气还原得到高纯Si Si（粗）+3HCl====SiHCl3+H2 SiHCl3+H2====Si（纯）+3HCl 300°C Cu或Ag粉 1100°C （1）能溶解硅且能放出氢气的是 （ ） A、浓盐酸