人教版化学高中必修一4.1《无机非金属材料的主角—硅》(26张PPT)

(课件网) 一、硅的分布与存在 硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的，因此硅都以化合态存在于自然界，主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。 元素周期表中，第ⅣA族元素包括，碳、硅、锗、锡、铅，称为碳族元素。 存在形式：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(1410℃)和沸点都很高，硬度大。 导电性介于导体和绝缘体之间。 硅的原子结构 硅原子和碳原子的最外电子层均有4个电子，其原子既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。 Si +14 8 4 2 +6 4 2 C ②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。 ①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和 NaOH溶液反应。 Si＋2F2＝SiF4 Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑ Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑ Si＋O2 SiO2 1、硅单质的化学性质 Si + 2Cl2 ==== SiCl4 工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅，粗硅跟氯气反应经提纯得到 SiCl4后再用氢气还原制得纯硅： 2、硅的工业制备 SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑ ① 高温 SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl ③ 高温 Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4 ② （1）反应①中焦炭做（ ） A.还原剂 B.氧化剂 C.二者都不是 （2）反应 ②属于（ ），反应③ 属于（ ） A.化合反应 B.分解反应 C.氧化还原反应 D.非氧化还原反应 E.置换反应 A AC CE SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑ ① Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4 ② SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl ③ 危害： 在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（旧称矽肺）。 二、二氧化硅和硅酸 SiO2是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。 1、二氧化硅 石英 紫水晶 黄水晶 晶体二氧化硅 Si O SiO2是由Si和O按1：2的比例组成的立体空间网状结构，没有SiO2 分子存在，只存在硅氧原子。因此性质很稳定。 ⑴SiO2化学性质很不活泼，氢氟酸（ HF）是唯一可以与之反应的酸。 SiO2+4HF=SiF4?+2H2O 注意：玻璃中含有SiO2，所以可以用HF来刻蚀玻璃。 ⑵酸性氧化物 与碱性氧化物反应生成盐 SiO2＋ CaO === CaSiO3 高温 与强碱反应生成盐和水 SiO2 ＋ 2NaOH === Na2SiO3 ＋H2O 硅酸钠（粘合性） 因为玻璃中含有SiO2，会与NaOH反应生成硅酸钠，使瓶塞与瓶口粘在一起而打不开。 不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。 ⑶与盐反应 Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑ CaCO3 +SiO2 === CaSiO3 + CO2↑ 高温 高温 ⑷弱氧化性 SiO2 + 2C ===== Si + 2CO↑ 高温 性 质 二氧化碳(CO2) 二氧化硅(SiO2) SiO2与CO2化学性质的比较 CO2+H2O=H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+Na2O=Na2CO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+ CaO == CaSiO3 高温 ——— ——— SiO2 + 4HF=SiF4↑ + 2H2O 酸性氧化物 与碱性氧化物反应 与碱反应 与水反应 与氢氟酸反应 Na2CO3+SiO2 ==Na2SiO3+CO2↑ CaCO3 +SiO2 == CaSiO3 + CO2↑ 高温 高温 Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3 CaCO3 +H2O+CO2 ===Ca(HCO3)2 与盐反应 2、硅酸( ) H2SiO3 制取原理：强酸制弱酸 现 象 结 论 方程式 离子方程式 ①滴入酚酞溶液呈红色 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（胶体）+2NaCl ②再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，有透明胶冻状物质产生 SiO32- + 2H+ == H2SiO3 （胶体） a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性 硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸， c、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶 硅酸是一种白色粉末状的固体，它不溶于水；是一种很弱的酸，不能使指示剂变色。 硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象？ 硅酸钠水溶液久 ... ...