j硅 无机非金属材料.ppt

1、Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si： SiO2+2C==Si+2CO(高温) 2. 非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si却放出H2： Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑ 3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si+4HF=SiF4+2H2↑ 4. 非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。 5. SiO2是H2SiO3和H4SiO4的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3和H4SiO4 。 6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的却很高。 7. 酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用： SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O 水泥、玻璃、陶瓷 * 石英岩 水晶 玛瑙 沙子 氧48.6% 硅26.3% 铝7.73% 铁4.75% 钙3.45% 钠2.74% 钾2.47% 镁2.00% 氢0.16% 其他1.20% 硅单质的性质 硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 晶体硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。 导电性介于导体和绝缘体之间。 物理性质 半导体材料 1、与氟气反应： 2、与氢氟酸反应： 3、与强碱溶液反应： 4、与氧气/氯气反应 Si+2F2 = SiF4 Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2 常温下可以跟 F2，HF，NaOH反应 化学性质 Si+O2 = SiO2 Si+2Cl2 = SiCl4 Si+4HF = SiF4+2H2 硅的工业制法 制粗硅： SiO2 +2C ===Si + 2CO↑ 氧化剂：SiO2 高温 还原剂： C （粗硅） 硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有高纯度的硅才能实现，所以需要对粗硅进行提纯： 提 纯： Si+2Cl2 = SiCl4 （粗硅） SiCl4+2H2 = Si+4HCl （高纯硅） 高温 高温 硅不但用于制造晶体管、集成电路， 还用于制造硅整流器和太阳能电池等。 此外，硅合金的用途也很广。如含硅4% 的钢具有良好的导磁性，可用于制造变压 器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐 酸性,可用于制造耐酸设备。 硅的用途 二氧化硅 石英坩埚 光导纤维 纯净的二氧化硅是六方柱状的透明晶体 原子晶体 玛瑙 水晶 坚硬、难溶固体 物理性质 1、酸性氧化物: SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+H2O=== SiO2+CaO===CaSiO3 高温 2、氧化性: SiO2+2C===Si+2CO ↑ 高温 化学性质 但不能与水反应生成对应的酸 3、特殊性质:与氢氟酸反应—雕刻玻璃 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 不能用玻璃塞的原因!! 坚硬、难溶固体 思考 1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)? SiO2 ＋2NaOH = Na2SiO3+H2O SiO2+4HF=SiF4↑+ 2H2O 2、实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而 不用玻璃塞,你知道是为什么吗? 二氧化硅与二氧化碳的比较 二氧化碳CO2 二氧化硅SiO2 物质分类 与碱性氧化物反应 与碱反应 与水反应 与HF反应 均属于酸性氧化物 CaO＋SiO2 CaSiO3 高温 CO2 ＋2NaOH＝Na2CO3+H2O SiO2 ＋2NaOH=Na2SiO3+H2O CO2 ＋ H2O＝H2CO3 不反应 不反应 SiO2+4HF=SiF4↑+ 2H2O CO2 ＋ CaO＝CaCO3 高温 硅与二氧化硅的特性 硅酸 ---------不溶于水，弱酸(比碳酸弱) 制取：强酸制弱酸 Na2SiO3＋2HCl ＝ 2NaCl＋ H2SiO3 思考:写出用盐酸和硅酸钠制取硅酸的方程式 Na2SiO3＋CO2 ＋H2O ＝ Na2CO3＋ H2SiO3 简介:硅胶是有多个单分子硅酸在水中逐渐聚合而成的硅酸凝胶，经充分洗涤、干燥、脱水后形成的多孔状固体，对水等极性物质都有极强的吸附作用，是很好的干燥剂，吸附剂以及催化剂。 H2SiO3＝ SiO2 +H2O (表现硅酸的不稳定性) 硅酸盐 --------