[理化生]第一节 第一课时硅及二氧化硅ppt课件

1、第四章第四章郓城实验中学 东方鸿飞 硅元素硅元素(silicon)(silicon)在地壳中的含量在地壳中的含量氧氧48.6%硅硅26.3%铝铝7.73%铁铁4.75%钙钙3.45%钠钠2.74%钾钾2.47%镁镁2.00%氢氢0.16%其他其他1.20%硅硅26.3% 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的壳总量的90%90%以上。以上。 大规模集成电路一、硅硅有晶体硅和无定形硅两种。硅有晶体硅和无定形硅两种。它们都是硅元素的同素异形它们都是硅元素的同素异形体。晶体硅是灰黑色、有金体。晶体硅是灰黑色

2、、有金属光泽、硬而脆的固体。属光泽、硬而脆的固体。晶体硅的构造类似于金刚石，晶体硅的构造类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间导电性介于导体和绝缘体之间 物理性质物理性质半导体半导体一硅的物理性质一硅的物理性质硅的原子构造表示图硅的原子构造表示图硅和碳一样硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子其原子既不易失去又不易得到电子,碳的原子构造表示图碳的原子构造表示图+142 8 4二、硅化学性质二、硅化学性质常温下化学性质不活泼。常温下化学性质不活泼。1常温下，化学性质稳定常温下，化学性质稳定常温下，不易与常温下，不易与H2、O2、Cl2、硫

3、酸、硫酸、硝酸、盐酸等物质反响硝酸、盐酸等物质反响2只与强碱、氢氟酸、氟气反响只与强碱、氢氟酸、氟气反响Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2Si+4HF=SiF4+2H2 Si+2F2=SiF4俗称水玻璃俗称水玻璃 3加热，加热，Si能与某些非金属单质反响能与某些非金属单质反响熄灭，放出大量的热熄灭，放出大量的热Si+O2=SiO2 Si+2Cl2=SiCl4高温高温+4+4工业上单质硅的制取工业上单质硅的制取原料：原料：焦碳焦碳C和二氧化硅和二氧化硅SiO2设备：设备：电炉电炉原理：原理：SiO2 +2C = Si + 2CO高温高温指出上反响中的氧化剂和复原剂。指出上反响中的氧

4、化剂和复原剂。上述反响属于哪种根本反响类型上述反响属于哪种根本反响类型?粗硅粗硅氧化剂氧化剂复原剂复原剂1 1、硅的工业制法、硅的工业制法 ： 粗硅：粗硅： 纯硅：纯硅：2C+ SiO2= Si+2CO高温高温 将粗硅与将粗硅与Cl2在高温下反响，然后把产在高温下反响，然后把产物蒸馏出后用氢气在高温下复原，可得物蒸馏出后用氢气在高温下复原，可得到高纯硅。到高纯硅。 SiCl4+2H2=Si+4HCl高温高温Si+2Cl2=SiCl4高温高温2、硅的用途、硅的用途制集成电路、晶体管、硅整流器等制集成电路、晶体管、硅整流器等 半导体资料半导体资料含硅含硅4%的钢可制变压器铁芯的钢可制变压器铁芯含硅

5、含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设的钢具有耐酸性，制耐酸设 备备硅芯片；半导体资料硅芯片；半导体资料硅及合金太阳能电池太阳能电池晶体管晶体管变压器铁芯变压器铁芯耐酸设备耐酸设备硅及合金的用途集成电路集成电路二、SiO2与光导纤维水晶水晶水晶制品水晶制品光学纤维胃镜光学纤维胃镜 石石 英英 制制 品品水晶水晶石英、玛瑙石英、玛瑙二、二氧化硅二、二氧化硅 1.存在：存在：沙子、沙子、石英透明的石英即水晶石英透明的石英即水晶 2.二氧化硅的物理性质二氧化硅的物理性质晶体硬度晶体硬度 ,熔点熔点 , 溶于水溶于水大大高高难难3.二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质1酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性不活

6、泼不活泼 与强碱反响与强碱反响SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O?他学过哪些酸性氧化物？能发生哪他学过哪些酸性氧化物？能发生哪 些反响？些反响？结论：结论：盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，可用橡胶塞。可用橡胶塞。与某些盐反响与某些盐反响CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高温高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2高温高温与碱性氧化物反响与碱性氧化物反响SiO2+CaO=CaSiO3高温高温二氧化硅二氧化硅( (SiO2）二氧化碳二氧化碳( (CO2) )物理性质物理性质与水反应与水反应 与碱反应与碱反应与碱性氧化物与碱性氧化物反应反应与酸

7、反应与酸反应 与碳反应与碳反应高温高温高温高温高温高温氢氟酸是独一一个能与二氧化硅反响的酸氢氟酸是独一一个能与二氧化硅反响的酸熔沸点高、硬度大熔沸点高、硬度大熔沸点低硬度小熔沸点低硬度小不反响CO2+H2O=H2CO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+CaO= Ca SiO3CO2+Na2O= Na2CO3SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反响SiO2+2C= Si+2COCO2+C= 2CO能不能用玻璃瓶盛装氢氟酸能不能用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)? 思索：思索：SiO2+4HF=SiF4+ 2H2O不能，二氧化硅可以和氢氟酸反响

8、不能，二氧化硅可以和氢氟酸反响1硅酸的制备n2硅酸的性质n 不稳定性n 弱酸性n H2SiO3+2NaOH=2 H2O +Na2SiO3n Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2ONa2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3加热加热H2SiO3=H2O+SiO23硅胶(SiO2n 制备：制备：n H2SiO3 硅酸凝胶硅酸凝胶 硅酸干凝胶硅酸干凝胶 “硅胶硅胶n 用途：用途：n 硅胶多孔，吸附水份才干强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的硅胶多孔，吸附水份才干强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的枯燥剂，也

9、可以用作催化剂的载体。枯燥剂，也可以用作催化剂的载体。4.二氧化硅的用途二氧化硅的用途制造光导纤维和石英表中的压电资料制造光导纤维和石英表中的压电资料水晶：制造电子部件和光学仪器水晶：制造电子部件和光学仪器留意：留意：硅和二氧化硅的用途易混淆硅和二氧化硅的用途易混淆三、光导纤维光导纤维（光导纤维（ ）主要主要特性特性主要主要用途用途通讯质量好；通讯质量好；原料来源广；原料来源广；质量轻、耐腐蚀，铺设方便；质量轻、耐腐蚀，铺设方便；抗干扰性能好，严密性好，不发生辐射；抗干扰性能好，严密性好，不发生辐射；用于通讯外，还用于医疗、信息处置、用于通讯外，还用于医疗、信息处置、遥测遥控等遥测遥控等二氧化

10、硅二氧化硅本节内容小结：本节内容小结：1.硅硅硅的存在硅的存在硅的化学性质硅的化学性质硅的用途硅的用途2.SiO2二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质二氧化硅的用途二氧化硅的用途随堂训练随堂训练1.以下说法正确的选项是：以下说法正确的选项是：A.晶体硅和无定形硅是两种不同的物质晶体硅和无定形硅是两种不同的物质B.二氧化硅可用做半导体资料二氧化硅可用做半导体资料C.硅可与氧气反响，单质硅不能在空气硅可与氧气反响，单质硅不能在空气 中稳定存在中稳定存在D.在在SiO2 +2 C=Si+2CO高温高温反响中，反响中， 氧化剂与复原剂的物质的量比为氧化剂与复原剂的物质的量比为2：12.以下溶液可以盛放在玻璃瓶中，以下溶液可以盛放在玻璃瓶中， 但不能用磨口玻璃塞的是：但不能用磨口玻璃塞的是：A.氢氟酸氢氟酸 B.浓硝酸浓硝酸C.NaOH溶液溶液 D.氯水氯水3.关于碳和硅的表达中关于碳和硅的表达中,不正确的选项是不正确的选项是: A.其最高价氧化物都能与其最高价氧化物都能与NaOH溶液反响溶液反响 B.单质在加热时都能与氧气反响单质在加热时都能与氧气反响 C.氧化物都能溶于水生成相应的酸氧化