碳硅硼竞赛培训教学PPT课件.ppt

（3）制备 硅与卤素直接化合 ①和焦炭共热 SiO2 + 2Cl2 + 2C = SiCl4 + 2CO↑ ②与HF作用 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O ③使用现制取的 HF SiO2+ 2CaF2 + 2H2SO4 = 2CaSO4 + SiF4↑+ 2H2O △ 2. 氟硅酸盐 H2SiF6 是强酸，和 H2SO4 相近。但纯的H2SiF6 尚未制得其盐 Na2SiF6 ，K2SiF6 较难溶，但PbSiF6 却易溶。 制备和用途 3SiF4+2Na2CO3+2H2O=2Na2SiF6↓+H4SiO4+2CO2 Na2SiF6可做杀虫剂、搪瓷乳白剂、木材防腐剂等 SiF4+2KF=K2SiF6 K2SiF6用于制造适用于太阳能电池的纯硅 四、硅的含氧化合物 1. 二氧化硅 （1）结构: SiO2有晶体和无定形两种形态 二氧化硅晶体: 原子晶体, 基本结构单元是硅氧四面体SiO4最简式是SiO2 无定形二氧化硅: 硅氧四面体SiO4是杂乱排列的 无定型体：石英玻璃、硅藻土、燧石 晶体：天然晶体为石英，属于原子晶体 纯石英：水晶 含有杂质的石英：玛瑙，紫晶，碧玉 混有杂质的石英细粒：砂粒 石英 粘稠液体 石英玻璃 （过冷液体） ～1600℃ 急剧冷却 具有特殊性能 (1)物理性质：高熔点、高硬度 （2）化学性质 ①SiO2是硅酸的酸酐,是酸性氧化物 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O ②发生氧化还原反应 ③在无机酸中,只和HF作用 SiO2+Na2CO3 ==== Na2SiO3 + CO2↑ 高温 SiO2+Mg ====Si + MgO 高温 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O 2. 硅酸 可溶性硅酸盐与酸反应可得正硅酸 SiO44-+4H+ = H4SiO4 正硅酸 Ka=3.0?10-10 硅酸根之间易缩合，使硅酸的存在形式变得很复杂，经常用xSiO2 ? yH2O 表示硅酸根的组成，如：x=1 ， y=1 H2SiO3 （1）偏硅酸 x=1 ， y=2 ， H4SiO4 正硅酸 x=2 ， y=1 ， H2Si2O5 二偏硅酸 x=2 ， y=3 ， H6Si2O7 焦硅酸 （2）硅 胶 在单聚可溶性硅酸盐 Na2SiO3 中，加 H+ SiO32- + 2H+ = H2SiO3 至 pH = 7 ～ 8 时，硅酸根缩聚，聚合度逐渐加高，凝胶，处理后得到有吸附作用的物质 -多孔硅胶。可做干燥剂 3. 硅酸盐 分类：可溶性硅酸盐-碱金属的硅酸盐 不溶性硅酸盐-天然硅酸盐都难溶 (1) 硅酸钠Na2SiO3 水解性 和酸作用（pH不同，产物不同） 问题：如何用硅酸盐制备硅酸？ SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓ Na2SiO3 + CO2+ H2O = H2SiO3↓+Na2CO3 可溶性：Na2SiO3 (水玻璃) 、K2SiO3 不溶性：大部分难溶于水且有特征颜色。 硅酸盐 水中花园 白 蓝 紫 红棕 肉 翠绿 (2) 天然硅酸盐 组成：可看作是碱性氧化物和酸性氧化物组成的复杂化合物，通式 aMxOy.cH2O 结构： 可分为链状、片状和三维网络状， 但其基本结构单元都是硅氧四面体。 Si O O O O SiO44－ (单聚正硅酸根 ) 焦硅酸根 Si2O74－ 二聚硅酸根 链状 硅氧四面体共用两个顶点，可连接成长链 ： 通式 [ Si n O 3n + 1 ] ( 2n + 2 ) - 这种链状硅酸根之间，通过阳离子相互结合成束，即成纤维状硅酸盐，如石棉。 片状 SiO44－ 共三个顶点相联，可形成片状（层状）结构，层与层之间通过阳离子约束，得片层状硅酸盐。 如云母 KMg3 ( OH )2 Si3 AlO10 SiO44－ 共用四个顶点，结成三维网络状结构，如沸石类。 沸石有微孔，有笼，有吸附性。因为是晶体，不同于硅胶，孔道规格均一。根据孔径的大小，可筛选分子，称沸石分子筛。 石油工业上广泛使用沸石分子筛做催化剂或催化剂载体。 三维网络状 第4讲 硼 一、硼原子的成键特征 （1）第一个成键特征： 共价性 （原子半径小，电离能