硅及其重要的化合物（第一轮复习教案）

§7－2硅及其重要的化合物高考目标要求掌握晶体硅的结构特点和化学性质掌握二氧化硅的结构和性质，了解硅酸及其硅酸盐的组成及特点硅的单质——无定性硅和晶体硅物理性质晶体硅灰黑色、金属光泽、硬而脆、熔沸点高、类金刚石结构的立体空间网状结构的原子晶体，良好的半导体材料。2、硅的化学性质（与碳相似、比碳活泼，常温较稳定）⑴常温下，Si能与F2、HF、强碱溶液反应Si＋2F2SiF4（无色气体）Si＋4HFSiF4↑＋H2↑Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑得到4e得到4e－，化合价降低，被还原Si＋2NaOH＋4H2ONa2SiO3＋2H2↑＋3H2O失去4e－，化合价升高，被氧化或4e－Si＋2NaOH＋4H2ONa2SiO3＋2H2↑＋3H2O⑵加热时，Si能与Cl2、O2等反应Si＋Cl2SiCl4（易挥发无色液体）Si＋O2SiO2高温⑶高温时，Si能与H2、少数金属反应高温Si＋2H2SiH4（不稳定，易分解，易燃烧）Si＋2MgMg2Si（极易水解）⑷SiCl4能被氢气H2还原，SiCl4、金属硅化物遇水剧烈水解SiCl4＋2H2Si＋4HClSiCl4＋4H2OH4SiO4↓＋4HClMg2Si＋4H2O2Mg(OH)2↓＋SiH4↑3、硅的存在及制备⑴硅的存在化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。在地壳中的含量仅次于氧，占%。游离态的硅（单质硅）：由人工制备。高温电弧炉高温电弧炉SiO2＋2CSi（粗硅）＋2CO（粗硅常含SiO2、C、SiC等杂质）分离提纯：Si＋Cl2SiCl4（易挥发无色液体）SiCl4＋2H2Si＋4HCl（副产盐酸）4、硅的用途：⑴良好的半导体材料——制集成电路、晶体管、硅整流器等⑵太阳能电池⑶4％硅钢有良好的导磁性——制变压器铁芯⑷15％硅钢有良好的耐酸性——制耐酸设备如耐酸塔等。二、二氧化硅（SiO2）1、SiO2的结构及物理性质无定性SiO2（硅藻土）：质轻、疏松多孔，用作保温材料、催化剂载体、吸附剂。晶体SiO2：立体空间网状结构的原子晶体，主要存在形式有石英、水晶、碧玉、玛瑙等。2、SiO2的化学性质——H2SiO3、H4SiO4的酸酐⑴不能与水直接化合生成相应的H2SiO3、H4SiO4（H2SiO3、H4SiO4由可溶性硅酸盐与酸反应来制备SiO32－＋2H＋H2SiO3SiO32－＋2H＋＋H2OH4SiO4）⑵能与强碱反应SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O（盛NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞）高温电弧炉⑶与HF反应SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O（氢氟酸不能用玻璃瓶盛装高温电弧炉⑷高温时，表现弱氧化性SiO2＋2CSi＋2CO⑸高温时，与不稳定酸盐反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑三、硅酸及硅酸盐1、硅酸（H2SiO3）、原硅酸（H4SiO4）、多硅酸（H2n＋2SinO3n＋1）统称硅的含氧酸硅酸（H2SiO3）原硅酸（H4SiO4）2H4SiO4H6Si2O7＋H2O二聚硅酸(H6Si2O7)3H4SiO4H8Si3O10＋2H2O三聚硅酸(H8Si3O10)依此类推：nH4SiO4H2n＋2SinO3n＋1＋（n－1)H2O多聚硅酸（H2n＋2SinO3n＋1）硅酸（H2SiO3）、原硅酸（H4SiO4）、及相互缩合而成的多硅酸（H2n＋2SinO3n＋1）所形成的盐统称硅酸盐。硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的95％。硅酸盐的种类繁多，组成和结构复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示组成，其形式一般为：金属氧化物·nSiO2·mH2O例如：硅酸钠Na2SiO3Na2O·SiO2（可溶性硅酸盐水溶液俗名水玻璃、矿物胶）原硅酸镁Mg2SiO42MgO·SiO2