高三一轮复习硅及其化合物 课件 通用

1、硅及其重要化合物,单质硅,二氧化硅,硅,酸,硅酸盐,硅知识总结,一、硅的结构,3,、晶体结构,正四面体的空间网状结构,1,、在周期表的位置,2,、原子结构示意图,第,IVA,族第,3,周期。,硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体,4,、硅单质形式,硅在地壳里的含量仅次于氧而居第二位，硅,只以化合态形式,存在于自然界。（硅酸盐和二,氧化硅）,二、硅的存在,三、物理性质,硅是灰黑色有金属光泽的固体，硬而脆，,熔、沸点较高，是重要的半导体材料,四、化学性质：,常温下：,加热条件下：,与,F,2,与,HF,与强碱（如,NaOH,）,Si + 2F,2,=SiF,4,Si + 4HF,2,=SiF,4,+

2、 2H,2,Si + 2NaOH + H,2,O = Na,2,SiO,3,+2H,2,与氧气,与氢气,与氯气,Si + 2H,2,=SiH,4,高温,Si + O,2,=SiO,2,点燃,Si + 2Cl,2,=SiCl,4,高温,在常温下，硅的化学性质不活泼，,（,1,）在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方,法制得粗硅。,SiO,2,2C Si,（粗硅）,2CO,高温,（,2,）与氯反应：,Si,2Cl,2,SiCl,4,(,温度为,400,500,),（,3,）生成的,SiCl,4,液体通过精馏，除去其中的硼、砷,等杂质。然后用氢气还原：,SiCl,4,2H,2,Si,4HCl,高温,

3、5,、硅的制备,注：,SiCl,4,沸点为57.6,6,、用途,高纯硅：半导体材料。,合金,变压器铁芯,（含硅,4%,的钢有导磁性）,耐酸设备,（含硅,15%,左右的钢有耐,酸性）,返回,1,、,SiO,2,晶体结构,空间网状结构，原子晶体。,有结晶形（石英晶体）,无定形,硅藻土,水晶,玛瑙,天,然,的,SiO,2,硅,石,坚硬难熔的固体，不溶于水。熔沸点高,.,2,、物理性质,3,、存在形式,广泛存在于自然界中的矿物和岩石里,坚硬难熔,俗名硅石、脉石。,4,、化学性质,:,酸性氧化物的通性,(,硅酸和原硅酸共同的酸酐,),a. SiO,2,+ 2NaOH = Na,2,SiO,3,+ H,2

4、,O,注,玻璃的主成分是,SiO,2,鉴于,SiO,2,上述性,质,NaOH,Ca(OH),2,等碱性药品的存放不能用,玻璃塞,但可以用玻璃瓶,b. SiO,2,+ CaO = CaSiO,3,高温,注,在用铁矿石炼铁的过程中,炼铁高炉的底部会,沉积大量的,SiO,2,这时向炉中加入生石灰,CaO,可以,降低铁中杂质含量,同时又可以制成水泥渣砖,变废,为宝,与氢氟酸反应,SiO,2,+ 4HF = SiF,4,+ 2H,2,O,注,氢氟酸的保存,:,塑料瓶中,不能保存在玻璃,瓶中,;,氢氟酸的制备,:,在衬铅的器皿中进行,;,用氢氟酸在玻璃上雕刻或写字能够得到花纹,与,Na,2,CO,3,、,

5、CaCO,3,高温反应,SiO,2,+ Na,2,CO,3,= Na,2,SiO,3,+ CO,2,高温,注,该反应用于玻璃制造工业；必须注意的是：,这个反应之所以能够发生,并不是因为酸性,H,2,SiO,3,H,2,CO,3,，也不是弱酸制强酸的特例,SiO,2,+ Na,2,CO,3,= Na,2,SiO,3,+ CO,2,高温,SO,2,+ Na,2,CO,3,= Na,2,SO,3,+ CO,2,SiO,2,+ 2C = Si + 2CO,高温,Cl,2,+ 2KI = 2KCl + I,2,KCl,（,l,）,+ Na,（,l,）,= NaCl,（,l,）,+ K,（,g,）,850

6、,5,、用途,光导纤维,石英：,耐高温化学仪器、,石英电子表石英钟,水晶：,电子工业的重要部件、,光学仪器,高级工艺品和眼镜片,玛瑙：,精密仪器轴承、,耐磨器皿和装饰品,CO,2,与,SiO,2,的比较,SiO,2,CO,2,原子晶体,分子晶体,硬度大熔沸点高常温下,为固体不溶于水,熔沸点低常温下为,气体微溶于水,不反应,CO,2,+H,2,O=H,2,CO,3,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,不反应,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,或,CO,2,+NaOH=NaHCO,3,SiO,2,+

7、CaCO,3,CaSiO,3,+CO,2,高温,Ca(ClO),2,+CO,2,+H,2,O=,CaCO,3,+2HClO,Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O=,2NaHCO,3,SiO,2,+CaO CaSiO,3,高温,CO,2,+Na,2,O Na,2,CO,3,返回,硅酸盐,1.,除硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵以外均难溶于水,2.,硅酸钠是常见的可溶性硅酸盐之一，俗,称,泡花碱,；它的水溶液俗称,水玻璃,，是一,种粘合剂；,硅酸和二氧化硅的制备：,水玻璃可保存玻璃瓶中,但不能使用玻璃塞,要用橡胶塞,较强酸和可溶性硅酸盐反应制硅酸,2HCl + Na,2,SiO,3,+ H,2,O

8、= H,4,SiO,4,+ 2NaCl,H,4,SiO,4,H,2,SiO,3,SiO,2,常温分解,受热分解,表示方法：,通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成,硅酸钠：,Na,2,SiO,3,高岭石：,Al,2,Si,2,O,5,(OH),4,Na,2,O ,SiO,2,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,3.,硅酸盐形式与氧化物形式的换算,:,硅酸盐工业,1,、玻璃：,原料：纯碱、石灰石和石英,Na,2,CO,3,+SiO,2,=Na,2,SiO,3,+CO,2,CaCO,3,+SiO,2,=CaSiO,3,+CO,2,主要成分：,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3

9、,、,SiO,2,（,Na,2,O?CaO?6SiO,2,）,2,、水泥：,主要原料：粘土和石灰石,石膏作用是调节水泥硬化速度,3,、陶瓷：,主要原料：粘土,4,、特殊含硅化合物,碳化硅,SiC,，俗名,金刚砂,（金刚石，二氧化硅）,，具有的空间网状结构，,硬度,大，熔点高,返回,（,1,）性质：,白色胶状，难溶,（白色胶状）,弱酸性（酸性,H,2,SiO,3, H,2,CO,3,）,脱水形成,硅胶,Na,2,SiO,3,+CO,2,+H,2,O=H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,用作干燥剂、吸咐剂,（,2,）制备：,Na,2,SiO,3,+ CO,2,+ 2H,2,O Na,2,CO

10、,3,+ H,4,SiO,4,Na,2,SiO,3,+ 2HCl 2NaCl + H,2,SiO,3,硅酸,返回,(,1)Si,的还原性大于,C,，但,C,能在高温下还原出,Si,：,SiO,2,+ 2C =,Si + 2CO,(2),非金属单质跟碱液作用一般无,H,2,放出，但,Si,与,NaOH,反应却放出,H,2,：,Si,2NaOH,H,2,O = Na,2,SiO,3,2H,2,。,(3),非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但,Si,能,与,HF,作用：,Si,4HF = SiF,4,2H,2,(4),非金属单质一般为非导体，但,Si,(5)SiO,2,是,H,2,SiO,3,的酸酐

11、，但它不溶于水，不能直,接将它与水作用制备,H,2,SiO,3,(6),非金属氧化物的熔沸点一般较低，但,SiO,2,的却,一、硅,及其化合物的特性,小结,:,(7),酸性氧化物一般不与酸作用，但,SiO,2,能跟,HF,作,用：,SiO,2,4HF=SiF,4,2H,2,O,(8),无机酸一般易溶于水，,H,2,SiO,3,却难溶于水。,(9),因,H,2,CO,3,的酸性大于,H,2,SiO,3,，所以在,Na,2,SiO,3,溶液,中通入,CO,2,能发生下列反应：,Na,2,SiO,3,CO,2,H,2,O=,H,2,SiO,3,Na,2,CO,3,，但在高温下,Na,2,CO,3,S

12、iO,2,=,Na,2,SiO,3,CO,2,(10)Na,2,SiO,3,的水溶液俗称水玻璃，但它与玻璃的,成分大不相同；硅酸钠水溶液,(,即水玻璃,),称泡花碱，,但它却是盐的溶液，并不是碱溶液。,小结,:,二,硅及其重要化合物的转化关系,SiC,Si,SiO,2,H,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,C,高温,O,2,点燃,C,高温,NaOH,或,Na,2,CO,3,H,+,或,CO,2,H,2,Ca,2,SiO,3,SiF,4,HF,C,高温,NaOH,H,4,SiO,4,NaOH,+,H,2,O,返回,（,2008,年全国,I,）,（,15,分）,V,、,W,、,X,、,Y,、,

13、Z,是由周期表中,1,20,号部分元素组成,的,5,倍化合物，其中,V,、,W,、,X,、,Z,均为两种元素组成，上述,5,种化合物涉及的所,有,元,素,的,原,子,序,数,之,和,等,于,35,。,它,们,之,间,的,反,应,关,系,如,下,图,：,（,1,）,5,种化合物分别是,V,、,W,、,X,、,Y,、,Z,：,（填化学式）,（,2,）由上述,5,种化合物中,2,种化合物反应可生成一种新化合物，它包含了,5,种,化合物中的所有元素，生成该化合物的化学方程式是,：,（,3,）,V,的电子式是,。,（,1,）,CaC,2,CaO CO,2,Ca(OH),2,C,2,H,2,(2) Ca(

14、OH),2,+ 2CO,2,=Ca(HCO,3,),2,(3),Ca,2+,:C:C:,2-,答案,（,2008,年广东卷）,(11,分,),硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：,（,1,）,制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。,三氯甲硅烷（,SiHCl,3,）,还原法是当,前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：,写出由纯,SiHCl,3,制备高纯硅的化学反应方程式,。,整个制备过程必须严格控制无水无氧。,SiHCl,3,遇水剧烈反应生成,H,2,SiO,3,、,HCl,和另一种物质，写出配平的化学反应方程式,；,H,2,还原,SihCl,3,过程中若,混,0,2,，可能引起的后

15、果是,。,（,2,）下列有头硅材料的详法正确的是,（填字母）,。,A.,碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水混,B.,氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承,C.,普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂的，其熔点很高,D.,盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅,(3),硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化,铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释,。,(1),写出由纯,SiHCl3,制备高纯硅的化学反应方程式,:,SiHCl3+H2=(1357K)= Si+3HCl,SiHCl3,遇水剧烈反应生成,H2SiO3,、,HCl,和另一种物质，写出配平的化学反

16、,应方程式,3SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2+3HCl;H2,还原,SiHCl3,过程中若混入,O2,，可能引起的后果是：高温下，,H2,遇,O2,发生爆炸。,(2)ABCD,解释：,SiC,和,Si3N4,均为原子晶体，熔点高，性质稳定，,AB,正确。光导纤维的,材料为,SiO2,，,C,正确。普通玻璃的主要成分为,Na2SiO3,和,CaSiO3,，它是以石,英砂（,SiO2,）,、石灰石（,CaCO3,）和纯碱（,Na2CO3,）为主要原料反应制成的。,Na2CO3+SiO2=(,高,温,)=Na2SiO3+CO2,；,CaCO3+SiO2=(,高,温,)=CaSiO3+CO

17、2,，,D,正确。常温下，,Si,只能与唯一一种酸,HF,反应不与,HCl,反应，,E,错。,(3),写出实验现象并给予解释：生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；,SiO32-,与,NH4+,发生双水解反应，,SiO32-,+,2,NH4+,+,2H2O,=,2NH3,H2O,+,H2SiO3,。,答案,、人的思想是了不起的，只要专注,于某一,项事业,，就一,定会做,出使自,己感到,吃惊的,成绩来,。,、没有播种，何来收获；没有,辛劳，,何来成,功；没,有磨难,，何来,荣耀；,没有挫,折，何,来辉煌,。,、我的最高原则是：不论对任,何困难,，都决,不屈服,。,、天行健，君子以自强不息；,

18、地势坤,，君子,以厚德,载物。,、过去属于死神，现在属于自,己。,、伟大的事业是根源于坚韧不,断地工,作，以,全副精,神去从,事，不,避艰苦,。,、思想上的努力，正如可以长,出大树,的种子,一般，,在眼睛,里是看,不见的,。但，,人类社,会生活,的明显,的变化,正发生,于其中,。,、书山有路勤为径，学海无崖,苦作舟,。,、有志者，事竟成。,10,、我们比较容易承认行为上的,错误、,过失和,缺点，,而对于,思想上,的错误,、过失,和缺点,则不然,。,11,、每个人都有错，但只有愚者,才会执,迷不悟,。,12,、不经一翻彻骨寒，怎得梅花,扑鼻香,。,13,、所有的科学都是错误先真理,而生，,错误在

19、,先比错,误在后,好。,14,、意志坚强的乐观主义者用“,世上无,难事”,人生观,来思考,问题，,越是遭,受悲剧,打击，,越是表,现得坚,强。,15,、一时的失误不会毁掉一个性,格坚强,的人。,16,、如果我们把每个人的不幸堆,一堆由,大家均,分，大,多数人,都甘愿,接受一,份，欣,然离去,。,17,、在世界的前进中起作用的不,是我们,的才能,，而是,我们如,何运用,才能。,18,、困难只能吓倒懦夫、懒汉，,而胜利,永远属,于攀登,高峰的,人。,19,、如果把所有的错误都关在门,外的话,，真理,也要被,关在门,外了。,20,、除了我们自己以外，没有人,能贬低,我们。,如果我,们坚强,，就没,有什么,不良影,响能够,打败我,们。,21,、包含着某些真理因素的谬误,是最危,险的。,22,