硅及其化合物_PPT學習教案

1、會計學1硅及其化合物硅及其化合物_PPT第一頁，共23頁。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(trng),約占地殼總質(zhì)量的90%以上硅元素在自然界中的存在(cnzi)形式：二氧化硅(r yng hu gu)、硅酸鹽硅是一種親氧元素第1頁/共22頁第二頁，共23頁。主要存在形式主要化合價原子結(jié)構(gòu)示意圖 硅 碳氧化物 硅酸鹽石灰?guī)r 碳酸鹽碳的氧化物+4+2 +4+14284+624碳和硅元素(yun s)的比較第2頁/共22頁第三頁，共23頁。1、SiO2的物理性質(zhì)(wl xngzh)熔沸點(fidin)高，硬度大，不溶于水結(jié)晶(jijng)形：石英無定形（硅藻土）水晶瑪瑙硅石

2、存在形式一、二氧化硅（SiO2）第3頁/共22頁第四頁，共23頁。每個Si原子(yunz)周圍結(jié)合_個O原子(yunz)每個O原子(yunz)周圍結(jié)合_個Si原子(yunz) 二氧化硅(r yng hu gu)中氧原子與硅原子個數(shù)比為2：12、SiO2的結(jié)構(gòu)(jigu)42第4頁/共22頁第五頁，共23頁。與堿反應(fnyng)與堿性(jin xn)氧化物與H2O反應(fnyng)3、SiO2的化學性質(zhì)CO2 SiO2 SiO2+CaO=CaSiO3高溫SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+H2OH2SiO3（1）酸性氧化物通性與鹽反應SiO2+Na2CO3 = Na2SiO3

3、+CO2高溫SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2高溫第5頁/共22頁第六頁，共23頁。（2）與氫氟酸（HF）反應(fnyng)Si元素的親氟性SiO2+4HF=SiF4+2H2O玻璃中含有SiO2，所以(suy)可以用HF來蝕刻玻璃洗掉酸并去掉(q dio)石蠟在石蠟上雕刻出花紋，向挖空部分加少量氫氟酸在玻璃表面涂上一層石蠟第6頁/共22頁第七頁，共23頁。4、SiO2的用途(yngt)光導纖維石英玻璃制化學(huxu)儀器石英表、石英鐘水晶制光學儀器和工藝品瑪瑙制精密軸承和裝飾品第7頁/共22頁第八頁，共23頁。二、硅酸(u sun) 硅酸是一種(y zhn)難溶于水的弱酸實驗(s

4、hyn)1 向Na2SiO3溶液中滴加酚酞 再滴加稀鹽酸 Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(膠體)第8頁/共22頁第九頁，共23頁。硅酸濃度較小時：硅酸溶膠硅酸濃度較小時：硅酸溶膠(rngjio) (rngjio) 硅酸濃度較大時：硅酸凝膠（軟而透明硅酸濃度較大時：硅酸凝膠（軟而透明, ,膠凍狀）膠凍狀） 干燥脫水干燥脫水硅酸干凝膠（硅膠）硅酸干凝膠（硅膠）硅膠吸附水分能力強，常用作硅膠吸附水分能力強，常用作 干燥劑，也用作催化劑的載體。干燥劑，也用作催化劑的載體。 硅酸(u sun)的存在：第9頁/共22頁第十頁，共23頁。Na2SiO3 +H2O + CO2

5、= Na2CO3 + H2SiO3（1）實驗2：設計實驗比較(bjio)硅酸和碳酸的酸性實驗(shyn)結(jié)論：酸性：HCl H2CO3 H2SiO3實驗(shyn)方案：向Na2SiO3溶液中通入CO2實驗現(xiàn)象：有無色膠狀物產(chǎn)生硅酸的化學性質(zhì)：第10頁/共22頁第十一頁，共23頁。（2）與強堿發(fā)生(fshng)中和反應 （3）不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定），受熱(shu r)易分解 H2SiO3 = H2O + SiO2H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O第11頁/共22頁第十二頁，共23頁。2、物理性質(zhì)(wl xngzh) 晶體硅帶有金屬光澤、灰黑色、硬而脆，熔點(rn

6、gdin)1410、沸點2355，是良好的半導體材料1、種類(zhngli)及結(jié)構(gòu)四、硅單質(zhì)晶體硅、無定形硅第12頁/共22頁第十三頁，共23頁。3、化學性質(zhì)(huxu xngzh) 常溫下，硅的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，除F2、HF和強堿(qin jin)外，硅不跟其它物質(zhì)反應。Si+2F2= SiF4Si+4HF= SiF4 +2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2第13頁/共22頁第十四頁，共23頁。（1）制集成電路、晶體管、光電池等的半導體材料（2）含硅4%的鋼可制變壓器鐵芯（3）含硅15%的鋼具有耐酸(nai sun)性，制耐酸(nai sun)設備4、硅的用途(yngt)第1

7、4頁/共22頁第十五頁，共23頁。4.硅的制備和提純過程(guchng)從沙漠到芯片液態(tài)(yti)，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SiO2C、高溫Cl2H2SiCl4Si Si高純度第15頁/共22頁第十六頁，共23頁。二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅穩(wěn)定性穩(wěn)定性與水反應與水反應與堿性氧化物與堿性氧化物與堿反應與堿反應與與HF反應反應弱氧化性弱氧化性與鹽反應與鹽反應穩(wěn)定(wndng)很穩(wěn)定(wndng)CO2+H2O=H2CO3不反應(fnyng)CO2+CaO = CaCO3高溫SiO2+CaO = C

8、aSiO3CO2+2NaOH Na2CO3+H2OSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O不反應SiO2+4HFSiF4+2H2OCO2 + C = 2CO高溫 高溫SiO2 + 2C =Si + 2COCO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3 CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)2SiO2+Na2CO3 = Na2SiO3+CO2高溫SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2高溫二氧化硅和二氧化碳的比較(小結(jié))第16頁/共22頁第十七頁，共23頁。三、硅酸鹽由硅、氧和金屬元素組成(z chn)的化合物的總稱。結(jié)構(gòu)復雜，一般(ybn)不溶于水，化學性質(zhì)很穩(wěn)定（1）鹽化學式法：

9、 如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3 等（2）氧化物化學式法： 金屬(jnsh)氧化物（活動性順序）二氧化硅水表示方法：第17頁/共22頁第十八頁，共23頁。 硅酸鈉（Na2SiO3），俗名叫泡花堿，白色(bis)固體，易溶于水，其水溶液俗名叫水玻璃。實驗實驗4-2放入蒸餾水放入蒸餾水放入放入Na2SiO3飽和溶液飽和溶液現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論先變干，后燃燒(rnsho)僅變干，不燃燒(rnsho)Na2SiO3溶液可作木材、紙張的防火劑 水玻璃是無色粘稠的液體，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩(wěn)定性強?？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。第18頁/共22頁第十九頁，

10、共23頁。1、原料(yunlio)主要原料：純堿(chn jin)、石灰石和石英玻璃(b l)工業(yè)2、成分Na2SiO3、CaSiO3、 SiO23、反應原理Na2CO3+SiO2= Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 = CaSiO3+CO24、設備玻璃熔爐Na2CO3CaCO3SiO2高溫高溫1、第19頁/共22頁第二十頁，共23頁。水泥(shun)工業(yè)原料(yunlio)水泥(shun)特性水泥成分水泥應用硅酸三鈣（3CaOSiO2）硅酸二鈣（2CaOSiO2）鋁酸三鈣（3CaOAl2O3）石灰石、黏土水硬性:與水摻和攪拌幷靜止后，很容易凝固變硬。建筑材料水下工程水泥、沙子和水的混合物，叫做混凝土鋼筋混凝土：混凝土用鋼筋混凝土：混凝土用鋼筋作結(jié)構(gòu)鋼筋作結(jié)構(gòu)2、第20頁/共22頁第二十一頁，共23頁。陶器的制作(zhzu)工序：了解黏土主要(zhyo)成分:硅酸鹽3、陶 瓷主要(zhyo)原料:黏土第21頁/共22頁第二十二頁，共23頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)會計學。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。SiO2+4HF=SiF4+2H2O。玻璃中含