2、硅酸(h 2 sio 3 ) - lfhlfcom.ppt

4、非金属元素及其化合物 授课人：董 啸 一、无机非金属材料的主角——硅 1、二氧化硅（SiO2） （1）存在形态： 结晶形、无定形两大类，统称硅石； （2）物理性质： 熔点高、硬度大，不溶于水的固体。 （3）化学性质： ①与CaO反应： SiO2+CaO= CaSiO3(高温) ②与NaOH溶液反应： SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ③特殊性：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O； ④在高温下与碳酸盐的反应（玻璃生产）： SiO2 + Na2CO3 = CO2↑ + Na2SiO3 ； SiO2 + CaCO3 = CO2↑ + CaSiO3 【小结】 化学稳定性好，除氢氟酸外一般不与其他酸反应，可以与强碱如NaOH等反应，属于酸性氧化物。 （4）用途： 可制造光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表、电子部件、工艺品、建筑材料等。 2、硅酸(H2SiO3) 硅酸的制取： Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ （1）物理性质： 白色胶状物，不溶于水。 （2）化学性质： 弱酸，酸性比碳酸还弱，可以与强碱反应。受热干燥失水，形成硅胶。 Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓+Na2CO3 H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O H2SiO3=H2O+SiO2 （3）用途： 硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。 3、硅酸盐 （1）硅酸盐概述主要由硅、氧和金属组成的化合物的总称。一般不溶于水，化学性质稳定。 （2）硅酸钠：硅酸盐种类很多，大多难溶于水，可溶性硅酸盐，最常见的是Na2SiO3。它的水溶液俗称水玻璃。 ①物理性质：水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体。 ②化学性质： Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2 NaCl Na2SiO3+ H2O+CO2= H2SiO3 + Na2CO3 ③应用： 可做肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂、制H2SiO3和硅胶。硅胶是一种很好的干燥剂和催化剂载体。 （3）传统的硅酸盐材料 ①陶瓷： ②玻璃： 主要原料：石英、碳酸钠、石灰石 生产原理： SiO2 + Na2CO3 =Na2SiO3 + CO2 SiO2 +CaCO3=CaSiO3 + CO2 特性： 玻璃通常为表面光滑、致密、硬而脆的固体。在高温时逐渐软化甚至变为液体。高温熔融的液态玻璃能抽成细丝。有的玻璃为无色，有的玻璃有蓝色、绿色或棕色等。无色玻璃透光性好，有色玻璃透光性差。一般玻璃不导电，导热性也很弱。 ③水泥 主要原料：粘土、石灰石 普通水泥主要成分的名称、化学式： 硅酸三钙 3CaO·SiO2 硅酸二钙 2CaO·SiO2 铝酸三钙 3CaO·Al2O3 特性：水泥有水硬性。 4、硅单质 （1）硅单质的分类： 分为无定形硅和晶体硅两类。 （2）晶体硅的性质 ①结构：类似金刚石 ②物理性质： 灰黑色固体，有金属光泽；熔点高、硬度大、有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间，是重要的半导体材料。 ③化学性质： 常温下化学性质、不活泼 Si+ O2＝SiO2； Si+ 2NaOH +2H2O =Na2SiO3+ 2H2↑ ④制法： 用适量碳还原二氧化硅得到粗硅。将粗硅与氯气在高温下反应，得液态不纯的四氯化硅，经分馏提纯用氢气还原即可得纯硅。 2C+SiO2 Si+2CO↑ Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2 Si↓+4HCl ⑤用途： 良好的半导体材料——计算机芯片、光电池（太阳能电池）。 二、富集在海水中的元素—氯 1、活泼的黄绿色气体—氯气 （1）物理性质： 通常情况下，黄绿色、气体、有剧烈的刺激性气味、能溶于水、 有毒；易液化。 （2）化学性质 ①与金属反应： 2Na＋Cl2 2NaCl 2Fe＋3Cl2 2FeCl3 ②与某些非金属反应： H2＋Cl2 2HCl ③氯气与水反应： Cl2＋H2O = HClO＋HCl 次氯酸的重要