无机非金属材料的主角——硅.ppt

知识体系 一 碳和硅1 碳和硅的比较 碳 硅 元素存在形态 金刚石 原子晶体石墨 过渡型晶体或混合型晶体C60 分子晶体 晶体结构 灰黑色固体 有金属光泽 熔点高 硬度大 有脆性 金刚石 熔点高 硬度大石墨 硬度小 熔点高 电的良导体 游离态 金刚石 石墨 C60 无定形碳化合态 CO2 CO 碳酸盐 物理性质 化合态 是一种亲氧元素 一般以SiO2或硅酸盐形式存在 在地壳中的含量仅次于氧 与金刚石的晶体结构类似 是正四面体形空间网状结构 原子晶体 与氢氟酸反应 Si 4HF SiF4 2H2 Si 2NaOH 2H2O Na2SiO3 2H2 金刚石 用作切割刀具 石墨 用作电极 铅笔芯 半导体材料 计算机芯片 太阳能电池 合金材料 2 高纯硅的制备 1 制粗硅 SiO2 2CSi 2CO 2 粗硅与Cl2反应 Si 2Cl2SiCl4 蒸馏得SiCl4 3 H2还原SiCl4得高纯硅 SiCl4 2H2Si 4HCl 二 碳 硅的氧化物1 一氧化碳 1 物理性质 色气体 毒 溶于水 2 化学性质 燃烧 还原CuO 无 有 不 2 二氧化碳和二氧化硅的比较 空间网状立体 大 高 固 低 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O CO2 2NaOH Na2CO3 H2O或CO2 NaOH NaHCO3 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO Na2SiO3 CO2 橡胶 2 SiO2既能和酸 氢氟酸 反应 又能和碱反应 它是两性氧化物吗 答 不是 与酸 氢氟酸 反应时 生成的SiF4不属于盐 1 哪些物质的主要成分是SiO2 试写出这些物质的名称 答 石英 水晶 硅石 硅藻土 光纤 思考 三 硅酸和硅酸盐1 硅酸 1 物理性质硅酸溶于水 其酸性比碳酸 硅酸 填 能 或 不能 使紫色石蕊试液变红色 不 弱 不能 2 化学性质 硅酸不稳定 受热易分解 硅酸能与碱溶液反应 如与NaOH溶液反应的化学方程式为 硅酸在水中易聚合形成胶体 硅胶吸附水分能力强 常用作 H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 干燥剂 2 硅酸钠 1 物理性质白色 可溶于水的粉末状固体 其水溶液俗称 有黏性 2 化学性质 水解显性 水玻璃 碱 与酸性较硅酸强的酸反应 化学方程式分别为 与盐酸反应 与CO2水溶液反应 3 用途 黏合剂 矿物胶 耐火阻燃材料 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 3 硅酸盐 1 概念 由元素组成的化合物的总称 是构成地壳岩石的主要成分 2 表示方法硅酸盐矿物的成分复杂 多用氧化物的形式表示它们的组成 表示顺序为 活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水 如 硅酸钠 Na2SiO3 写成 钾云母 KH4Al3Si3O12 写成 硅 氧和金属 Na2O SiO2 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 4 传统无机非金属材料 石灰石 粘土 粘土 石灰石 纯碱 石英 发生复杂的物理化学变化 发生复杂的物理化学变化 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 SiO2 CaCO3CaSiO3 CO2 抗氧化 抗酸碱腐蚀 耐高温 绝缘 3CaO SiO2 2CaO SiO2 3CaO Al2O3 玻璃态物质 在一定温度范围内软化 不是晶体 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 水硬性 加石膏调节硬化速度 1 一般情况 非金