第四章 第一节无机非金属材料主角-硅(一轮复习)

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角—硅1.了解碳、硅元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。[考纲展示]一、碳族元素1、名称；符号；位置2.元素性质比较CSiGeSnPb相似性递变性1、最外层都有4个电子，化合价主要有+4和+2，易形成共价化合物。2、气态氢化物的通式：RH4,3、最高价氧化物通式:RO2,对应的水化物通式为H2RO3或R(OH)4原子结构单质物性单质化性核电荷数增大电子层增多原子半径增大熔沸点降低’特殊:熔点Pb>Sn单质密度增大非金属性减弱、金属性增强最高价氧化物对应水化物的酸性减弱氢化物的稳定性减弱3、特殊性⑴、碳族元素在化合物中多以

价稳定，而

在化合物中则以

价稳定。⑵、锡的+2价化合物应具有较强的

，铅的+4价化合物应具有较强的

。+4铅+2还原性氧化性碳族元素特点：1、形成化合物最多的一族,2、单质晶体类型最多的一族分子晶体、原子晶体、金属晶体，过渡晶体3、易形成共价化合物一族4、半导体比较集中的一族5、无机非金属材料比较集中的一族1、存在形态、物理性质及用途二、碳、硅单质点燃C＋O2==CO2高温Fe2O3＋3C==2Fe＋3CO↑2C＋O2==2CO点燃(1)C

与O2反应

O2(足量)：O2(不足)：与氧化物反应

Fe2O3：SiO2：

CO2：

SiO2＋2C==Si＋2CO↑

高温CO2＋C==2CO

高温2、碳、硅的化学性质—还原性浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

△浓HNO3：

C＋4HNO3(浓)

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

△

CC＋H2O(g)==CO+H2△（2）硅的化学性质

常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟一些非金属反应。

Si+2F2==SiF4Si+4HF=SiF4↑

+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑①常温下能发生的反应②高温下能发生的反应

Si+2Cl2SiCl4Si+O2SiO2

Si+CSiC

Si＋2H2SiH4（不稳定）高温高温(1)2C+SiO2Si（粗）

+2CO↑(2)Si（粗）+2Cl2SiCl4(3)SiCl4+2H2Si+4HCl4、硅的工业制法5、硅的用途（1）制集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料；（2）含硅4%的钢可制变压器铁芯；（3）含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设备；（4）制造“光电池”将太阳能转换为电能。1、物理性质

SiO2也叫硅石、石英砂、玻璃、沙子的主要成分也为SiO2、

SiO2为坚硬的固体，纯SiO2是无色透明晶体，称之为水晶,熔点高，硬度大，不溶于水（为原子晶体）。三、二氧化硅2、组成与结构

在SiO2的晶体中，每个硅原子与___个氧原子结合，每个氧原子与____个硅原子结合，即SiO2晶体是由Si和O按_______的比例所组成的_______________结构的晶体。1molSiO2晶体中含有____molSi—O键。421：2立体空间网状4Sio二氧化硅与二氧化碳的比较状态二氧化硅二氧化碳固体气体晶体类型原子晶体分子晶体熔沸点高低H2SiO3===SiO2+H2O△3、化学性质（二氧化硅与CO2的化学性质比较）CO2+H2OH2CO3不反应(故不能直接与水反应制硅酸)不反应SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OCO2+2OH-=CO32-+2H2OCO2+OH-=HCO3-CO2+CaO

=CaCO3

CO2+H2O+Na2SiO3==Na2CO3

+H2SiO3↓SiO2+2OH-==SiO32-+H2OSiO2+CaO

==CaSiO3

高温SiO2+Na2CO3

===Na2SiO3

+CO2↑高温光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表、电子部件灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等提示：不能。该反应不是在溶液中的反应但能说明热稳定性CaSiO3>CaCO3。(1)溶解性：溶解度很小(2)化学性质—弱酸性，酸性比

还弱

只能与强碱发生中和反应H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解(3)制备：可用硅酸钠与盐酸反应制得：(4)用途：硅胶可用作

的载体和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。H2CO3Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓催化剂四、硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1．硅酸(1)硅酸盐：是由

元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。2、硅酸盐硅、氧和金属①Na2SiO3水溶液俗称

，常用于制作黏合剂、防腐剂和耐火材料。②硅酸钠溶液在空气中易变质，反应的化学方程式为：

(2)硅酸钠：水玻璃Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3

土壤保肥—土壤胶粒带

电，能吸附NH+4、K＋等。

通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为

，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为：

。长石(KAlSi3O8)可表为：

。Na2O·SiO2CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2负③硅酸盐组成的表示(3)硅酸盐的用途(2)特殊功能的含硅物质：(1)硅酸盐材料—传统无机非金属材料①

具有金刚石结构，可用作磨料。②含硅元素4%的硅钢具有

性。③硅橡胶具有

的性质。碳化硅导磁既耐高温又耐低温3、无机非金属材料[自我诊断]1．水晶、玻璃、陶瓷、水泥都属于硅酸盐。2．熔融烧碱或纯碱时不能用瓷坩埚、石英坩埚和氧化铝坩埚。3．氢氟酸不能用玻璃瓶保存。4．(2012年高考新课标全国卷)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。5．酸性氧化物都只能与碱反应不能与酸发生反应。6．1molSiO2中有4NA个Si—O键。1．下列说法正确的是()A．二氧化硅与酸碱都不反应B．单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料C．因为SiO2有导电性，SiO2可用于制备光导纤维D．CO2与SiO2化学式相似，则CO2与SiO2的物理性质也相似B硅及其化合物的特性A2．将CO2通入下列溶液，一定无沉淀生成的是________。①CaCl2②Ba(OH)2③Na2CO3

④MgSO4⑤漂白粉⑥水玻璃答案：①④CO2与碱和盐溶液的反应数轴表示：(3)CO2与Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液反应的现象：CO2不足时，生成白色沉淀；CO2过量时，生成的白色沉淀消失，溶液变澄清。CO2不足：Na2SiO3＋H2O＋CO2==

Na2CO3＋H2SiO3↓CO2过量：Na2SiO3＋2H2O＋2CO2==

2NaHCO3＋H2SiO3↓两种情况均生成白色胶状沉淀。(2)与Na2SiO3溶液反应CO2不足：2NaAlO2＋3H2O＋CO2===

2Al(OH)3↓＋Na2CO3CO2过量：NaAlO2＋2H2O＋CO2===