非金属及其化合物-成都棠外.DOC

第四章　非金属及其化合物 第一节　无机非金属材料的主角——硅 【本节学习要点】 1．了解硅在自然界中的存在，主要物理性质、用途 2．了解二氧化硅的存在，知道石英、水晶、硅石、玛瑙与SiO2的关系，了解SiO2的网状结构，掌握SiO2的化学性质。 3．了解硅酸的性质和制备 4．了解常见硅酸盐的性质和主要用途 重难点一、二氧化硅和硅酸 SiO2与CO2的比较 物质 SiO2 晶体微粒 Si原子和O原子(不存在SiO2分子) CO2分子 物 熔点 高(1723℃) 低(－57℃) 沸点 高(2230℃) 低(－79℃) 硬度 大 小 溶解性 不溶于水 常温微溶于水 与水反应 不反应 CO2＋H2OH2CO3(可逆) 化 学 性 质 与HF酸反应 4HF＋SiO2SiF4↑＋2H2O 不反应 与NaOH溶液 SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O CO2＋NaOHNaHCO3 或CO2＋2NaOHNa2CO3＋H2O 与盐反应 SiO2＋Na2CO3高温 Na2SiO3＋CO2↑ SiO2＋CaCO3高温CaSiO3＋CO2↑(制玻璃) CO2＋Na2SiO3＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3 CO2＋Na2CO3＋H2O2NaHCO3 与碱性氧化物反应 CaO＋SiO2高温 CaSiO3 CaO＋CO2CaCO3 Na2O＋CO2Na2CO3 与C反应 SiO2＋2C高温Si＋2CO↑ C＋CO2△ 2CO 相同点 ①都是酸性氧化物、都能与强碱、碱性氧化物反应。②都有弱氧化性 　　特别提醒　 (1)SiO2中硅元素为＋4价，是Si元素的最高价态，具有较弱的氧化性能与C在高温下反应。 (2)SiO2是酸性氧化物与水不反应，只能用相应的可溶性硅酸盐与酸反应制得。 (3)实验室中，盛放Na2SiO3溶液、NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，要用橡胶塞。原因是玻璃中含有SiO2，与NaOH溶液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液有很强的黏合性，能将玻璃塞和玻璃瓶黏合在一起，久之不能打开。 (4)Na2SiO3溶液易与空气中的CO2反应生成H2SiO3，故应密封保存。 (5)因HF能腐蚀玻璃，所以实验室不能用玻璃瓶保存氢氟酸，也不能用玻璃塞。氢氟酸可用于雕刻玻璃。 酸盐和硅单质 1．硅的化学性质与制备 (1)硅的化学性质 ①常温下，除与F2、HF酸、强碱反应外，硅不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等其他物质反应 与F2反应：Si＋2F2SiF4 与氢氟酸反应：Si＋4HFSiF4↑＋2H2↑ 与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑ ②加热时，Si能与O2、Cl2等反应 Si＋O2高温SiO2 Si＋2Cl2高温,SiCl4 (2)硅的制备 ①制取粗硅 SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑ ②粗硅的提纯：SiCl2,SiCl4H2,Si＋HCl Si＋2Cl2高温,SiCl4，SiCl4＋2H2高温,Si＋4HCl 特别提醒　 C与SiO2反应，产物为CO，而不是CO2，粗硅先与Cl2反应，生成挥发性的SiCl4，挥发出来的SiCl4再与H2反应生成Si和HCl。 2．硅及其化合物的“特性”小结 (1)硅的“特性” ①非金属单质一般为非导体(石墨能导电)，硅的晶体是良好的半导体材料。 ②Si的还原性大于C，但C能在高温下还原出Si：SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)高温,Si(粗硅)＋2CO↑。 ③非金属单质跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液作用放出H2：Si＋2NaOH＋H2O,Na2SiO3＋2H2↑。 金属H2＋金属氧化物金属＋H2O,单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si＋4HFSiF4↑＋2H2↑。,(2)硅的化合物“特性”,①酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF作用。,SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O,②SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。,③无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。,④硅酸钠水溶液称泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液，并不是碱。,⑤H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下，Na2CO3＋SiO2高温,Na2SiO3＋CO2↑也能发生。,3.硅酸盐的表示方法,方法和步骤,(1)将硅酸盐中所有元素都写成氧化物,较活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水,(2)在各氧化物前添上未知数x、y、z等,(3)依据原子守恒列出等式，求出x、y、z等,(4)x、y、z的具体数值写在氧化物前面,(5)氧化物之间以“·”隔开，若系数配置出现分数应化为整数。,例如：