)第四章第一节 无机非金属材料的主角—硅.ppt
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1、无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅2011-2012年高考第一轮复习年高考第一轮复习1 了了解硅解硅单质单质及其主要化合物及其主要化合物SiO2、Na2SiO3、H2SiO3的主要性的主要性质质。2了解硅酸了解硅酸盐盐工工业业及新型无机非金属材料的特性与及新型无机非金属材料的特性与应应用。用。3以上各部分知以上各部分知识识的的综综合合应应用。用。1硅单质硅单质硅在地壳中的含量居第硅在地壳中的含量居第 位,仅次于位,仅次于 ,全部以,全部以 态存在,是一种态存在,是一种 元素。元素。主要形成主要形成 价的化合物。价的化合物。单质硅有单质硅有 和和 形两种,是良好的形两种,是良好的 材料
2、。材料。常温下,化学性质常温下,化学性质 。2氧氧化合化合亲氧亲氧4晶体晶体无定无定半导体半导体不活泼不活泼2二氧化硅二氧化硅(SiO2)(1)物理性质物理性质天然的二氧化硅称为硅石,存在形态分天然的二氧化硅称为硅石,存在形态分 形和形和 形。形。二二氧氧化化硅硅是是 、的的主主要要成成分分,具具有有硬硬度度 、熔熔点点 、导导电电、不不溶于水等性质。溶于水等性质。(2)SiO2的结构的结构在在SiO2的的晶晶体体中中,每每个个硅硅原原子子与与 个个氧氧原原子子结结合合,每每个个氧氧原原子子与与 个个硅硅原原子子结结合合,即即SiO2晶体是由晶体是由Si和和O按按 的比例所组成的的比例所组成的
3、 空间网状结构的晶体。空间网状结构的晶体。结晶结晶无定无定岩石岩石沙子沙子土壤土壤大大高高不不421 2正四面体正四面体(3)化化学性学性质质酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性SiO2CaO SiO2 NaOH=与碳的反与碳的反应应:SiO2 C与与氢氢氟酸的反氟酸的反应应:SiO24HF=(4)用途用途SiO2可用于制造可用于制造 、石英坩、石英坩埚埚、饰饰物等。物等。CaSiO3Na2SiO3H2O2Si2COSiF42H2O光导纤维光导纤维2思考:思考:C与与Si同同属第属第IVA元素,其相元素,其相应应的氧化物的氧化物CO2与与SiO2性性质质有哪些异同点?有哪些异同点?提示:提示:CO
4、2与与SiO2比较比较二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅存在存在空气中空气中存在于岩石中,硅石、石英、存在于岩石中,硅石、石英、水晶、硅藻土都含水晶、硅藻土都含SiO2物理性质物理性质熔、沸点低,常温下是气体,熔、沸点低,常温下是气体,微溶于水微溶于水坚硬难熔的固体,不溶于水坚硬难熔的固体,不溶于水化化学学性性质质与水与水CO2H2O H2CO3不反应不反应与酸与酸不反应不反应除氢氟酸外不反应除氢氟酸外不反应与与NaOH溶液溶液CO22NaOH=Na2CO3H2OSiO22NaOH=Na2SiO3H2O与与CaOCO2CaO=CaCO3SiO2CaO CaSiO3用途用途饮料、制纯碱饮料、制纯碱
5、光导纤维、化学仪器、光学光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表、电子部件等仪器、钟表、电子部件等1硅酸硅酸(1)性质性质硅硅酸酸是是难难溶溶于于水水的的 酸酸,其其酸酸性性比比碳碳酸酸 ,硅硅酸酸不不能能使使紫紫色色石石蕊蕊试试液液变变红色。红色。硅酸不稳定,受热易分解:硅酸不稳定,受热易分解:。硅酸能与碱溶液反应,如与硅酸能与碱溶液反应,如与NaOH溶液反应的化学方程式溶液反应的化学方程式 为:为:。弱弱还弱还弱H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O硅硅酸酸在在水水中中易易聚聚合合形形成成胶胶体体。浓浓度度较较小小时时 ;浓浓度度较较大大时时 。硅硅酸酸凝凝胶胶干干燥燥脱脱水水硅硅酸酸干
6、干凝凝胶胶,又又称称硅硅胶胶,吸吸附附水水的的能能力力强强,常用作,常用作 ,也用作催化,也用作催化剂剂的的载载体。体。(2)制制备备Na2SiO32HCl=,Na2SiO3CO2H2O=。无色透明液体无色透明液体凝胶凝胶干燥剂干燥剂2NaClH2SiO3Na2CO3H2SiO32硅酸盐硅酸盐(1)硅酸盐是由硅酸盐是由 、和和 组成的化合物的总称。硅酸盐是一类结构组成的化合物的总称。硅酸盐是一类结构 复杂的物质,一般都复杂的物质,一般都 。化学性质很。化学性质很 ,通常用,通常用 和和 的形式表示其组成的形式表示其组成(2)用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成。用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成
7、。硅酸钠:硅酸钠:Na2SiO3 ;硅酸钙:硅酸钙:CaSiO3 ;高岭石:高岭石:Al2(Si2O5)(OH)4 。硅硅氧氧金属金属不溶于水不溶于水稳定稳定二氧化硅二氧化硅金属氧化物金属氧化物Na2OSiO2CaOSiO2Al2O32SiO22H2O延伸:硅酸盐由于组成比较复杂,常用氧化物形式表示。延伸:硅酸盐由于组成比较复杂,常用氧化物形式表示。氧氧化物的化物的顺顺序:活序:活泼泼金属氧化物金属氧化物较较活活泼泼金属氧化物金属氧化物二氧化硅二氧化硅水水氧氧化化物物前前系系数数配配置置原原则则:除除氧氧元元素素外外,其其他他元元素素按按原原子子个个数数守守恒恒原原则则配配置置系数。系数。注意
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