硅及其化合物PPT

1、 硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤,約占地殼總質(zhì)量的90%以上硅元素在自然界中的存在形式：硅元素在自然界中的存在形式：二氧化硅、硅酸鹽二氧化硅、硅酸鹽硅是一種硅是一種親氧親氧元素元素主要存在形主要存在形式式主要化合價(jià)主要化合價(jià)原子結(jié)構(gòu)示原子結(jié)構(gòu)示意圖意圖 硅硅 碳碳氧化物氧化物 硅酸硅酸鹽鹽石灰?guī)r石灰?guī)r 碳酸鹽碳酸鹽碳的氧化物碳的氧化物+4+4+2 +4+2 +4+14+142 28 84 4+6+62 24 4碳和硅元素的比較碳和硅元素的比較1、sio2的物理性質(zhì)的物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)高，硬度大，不溶于水熔沸點(diǎn)高，硬度大，不溶于水結(jié)晶形：石英結(jié)晶形：石英無(wú)定形（硅藻土）無(wú)定形

2、（硅藻土）水晶水晶瑪瑙瑪瑙硅石硅石存在形式存在形式一、二氧化硅（一、二氧化硅（sio2）每個(gè)每個(gè)si原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合_個(gè)個(gè)o原子原子每個(gè)每個(gè)o原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合_個(gè)個(gè)si原子原子 二氧化硅中氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為二氧化硅中氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為2：12、sio2的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)42與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿性氧化物與堿性氧化物與與h2o反應(yīng)反應(yīng)3、sio2的化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)co2 sio2 sio2+cao=casio3高溫高溫sio2+2naoh=na2sio3+h2osio2+h2oh2sio3（1）酸性氧化物通性）酸性氧化物通性與鹽反應(yīng)與鹽反應(yīng)sio2+na2co3 = na2si

3、o3+co2高溫高溫sio2+caco3 = casio3+co2高溫高溫（2）與氫氟酸（）與氫氟酸（hf）反應(yīng)）反應(yīng)si元素的親氟性元素的親氟性sio2+4hf=sif4+2h2o玻璃中含有玻璃中含有sio2，所以可以用，所以可以用hf來(lái)蝕刻玻璃來(lái)蝕刻玻璃洗掉酸并去掉石蠟洗掉酸并去掉石蠟在石蠟上雕刻出花紋，在石蠟上雕刻出花紋，向挖空部分加少量氫向挖空部分加少量氫氟酸氟酸在玻璃表面涂上一層石蠟在玻璃表面涂上一層石蠟4、sio2的用途的用途光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維石英玻璃制化學(xué)儀器石英玻璃制化學(xué)儀器石英表、石英鐘石英表、石英鐘水晶制光學(xué)儀器和工藝品水晶制光學(xué)儀器和工藝品瑪瑙制精密軸承和裝飾品瑪瑙制精密軸

4、承和裝飾品二、硅酸二、硅酸 硅酸是一種硅酸是一種難溶于水的弱酸難溶于水的弱酸實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 向向na2sio3溶液中滴加酚酞溶液中滴加酚酞 再滴加稀鹽酸再滴加稀鹽酸 na2sio3 + 2hcl = 2nacl + h2sio3(膠體膠體) 硅酸濃度較小時(shí)：硅酸濃度較小時(shí)：硅酸溶膠硅酸溶膠 硅酸濃度較大時(shí)：硅酸濃度較大時(shí)：硅酸凝膠硅酸凝膠（軟而透明軟而透明, ,膠凍狀）膠凍狀） 干燥脫水干燥脫水硅酸干凝膠（硅酸干凝膠（硅膠）硅膠）硅膠吸附水分能力強(qiáng)，常用作硅膠吸附水分能力強(qiáng)，常用作 干燥劑干燥劑，也用作，也用作催化劑催化劑的載體。的載體。 硅酸的存在：硅酸的存在：nana2 2siosio3 3

5、+h +h2 2o + coo + co2 2 = nana2 2coco3 3 + h + h2 2siosio3 3（1）實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)2：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較硅酸和碳酸的酸性：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較硅酸和碳酸的酸性實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酸性酸性：hcl h2co3 h2sio3實(shí)驗(yàn)方案：向?qū)嶒?yàn)方案：向nana2 2siosio3 3溶液中通入溶液中通入coco2 2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有無(wú)色膠狀物產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有無(wú)色膠狀物產(chǎn)生硅酸的化學(xué)性質(zhì)：硅酸的化學(xué)性質(zhì)：（2）與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)）與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng) （3）不穩(wěn)定（比）不穩(wěn)定（比h2co3穩(wěn)定），受熱易分解穩(wěn)定），受熱易分解 h2sio3 = h2o + sio2h2s

6、io3 + 2naoh = na2sio3 + 2h2o2、物理性質(zhì)、物理性質(zhì) 晶體硅帶有金屬光澤、晶體硅帶有金屬光澤、灰黑色、硬而脆，熔點(diǎn)灰黑色、硬而脆，熔點(diǎn)1410、沸點(diǎn)、沸點(diǎn)2355，是良好的是良好的半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料1、種類及種類及結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)四、硅單質(zhì)四、硅單質(zhì)晶體硅、無(wú)定形硅晶體硅、無(wú)定形硅3、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì) 常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，除常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，除f2、hf和強(qiáng)和強(qiáng)堿外，硅不跟其它物質(zhì)反應(yīng)。堿外，硅不跟其它物質(zhì)反應(yīng)。si+2f2= sif4si+4hf= sif4 +2h2si+2naoh+h2o=na2sio3+2h2（1）制集成電路、）制集成電路、晶體管

7、、光電池等的晶體管、光電池等的半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料（2）含硅）含硅4%的鋼可的鋼可制變壓器鐵芯制變壓器鐵芯（3）含硅）含硅15%的鋼的鋼具有耐酸性，制耐酸具有耐酸性，制耐酸設(shè)備設(shè)備4、硅的用途、硅的用途4.硅的制備和提純過(guò)程從沙漠到芯片硅的制備和提純過(guò)程從沙漠到芯片液態(tài)，可蒸餾提純液態(tài)，可蒸餾提純sio2+2c=si+2co高溫sicl4+2h2=si+4hcl高溫si+2cl2=sicl4高溫提純單質(zhì)硅提純單質(zhì)硅sio2c、高溫、高溫cl2h2sicl4si si高純度高純度二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅穩(wěn)定性穩(wěn)定性與水反應(yīng)與水反應(yīng)與堿性氧化物與堿性氧化物與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)與與hf反應(yīng)反應(yīng)弱

8、氧化性弱氧化性與鹽反應(yīng)與鹽反應(yīng)穩(wěn)定穩(wěn)定很穩(wěn)定很穩(wěn)定co2+h2o=h2co3不反應(yīng)不反應(yīng)co2+cao = caco3高溫高溫sio2+cao = casio3co2+2naoh na2co3+h2osio2+2naohna2sio3+h2o不反應(yīng)不反應(yīng)sio2+4hfsif4+2h2oco2 + c = 2co高溫高溫 高溫高溫sio2 + 2c =si + 2coco2+h2o+na2co3=2nahco3 co2+h2o+caco3=ca(hco3)2sio2+na2co3 = na2sio3+co2高溫高溫sio2+caco3 = casio3+co2高溫高溫二氧化硅和二氧化碳的比較二

9、氧化硅和二氧化碳的比較(小結(jié)小結(jié))三、硅酸鹽三、硅酸鹽由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定（1）鹽化學(xué)式法： 如：na2sio3、casio3、k2sio3 等（2）氧化物化學(xué)式法： 金屬氧化物（活動(dòng)性順序）二氧化硅水表示方法表示方法： 硅酸鈉（硅酸鈉（na2sio3），俗名叫），俗名叫泡花堿泡花堿，白色固體，白色固體，易易溶于水溶于水，其水溶液俗名叫，其水溶液俗名叫水玻璃水玻璃。先變干，后燃燒先變干，后燃燒僅變干，不燃燒僅變干，不燃燒nana2 2siosio3 3溶液可作木材

10、、紙張的防火劑溶液可作木材、紙張的防火劑 水玻璃是無(wú)色粘稠的液體，不能燃燒，不易被腐蝕，水玻璃是無(wú)色粘稠的液體，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩(wěn)定性強(qiáng)?？捎米鞣试硖盍?，木材、織物的防腐劑和熱穩(wěn)定性強(qiáng)?？捎米鞣试硖盍希静?、織物的防腐劑和防火劑，建筑、紙張的黏膠劑。防火劑，建筑、紙張的黏膠劑。1、原料原料主要原料：主要原料：純堿、石灰石和石英純堿、石灰石和石英玻璃工業(yè)玻璃工業(yè)2 2、成分、成分na2sio3、casio3、 sio23 3、反應(yīng)原理、反應(yīng)原理na2co3+sio2= na2sio3+co2caco3+sio2 = casio3+co24 4、設(shè)備、設(shè)備玻璃熔爐玻璃熔爐na2co3caco3sio2高溫高溫高溫高溫1、水泥工業(yè)水泥工業(yè)原料原料水泥水泥特性特性水泥水泥成分成分水泥水泥應(yīng)用應(yīng)用硅酸三鈣（硅酸三鈣（3caosio3caosio2 2）硅酸二鈣（硅酸二鈣（2caosio2caosio2 2）鋁酸三鈣（鋁酸三鈣（3caoal3caoal2 2o o3 3）石灰石、黏土石灰石、黏土水硬性水硬性: :與水摻和攪拌幷靜止后，很容與水