无机非金属材料-硅

第一节硅无机非金属材料（第1课时）第四章材料家族中的元素沙井中学化学科组一、单质硅与半导体材料1、存在和状态：(1)只有化合态，无游离态；2、物理性质：灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间(2)晶体硅和无定型硅。一、单质硅与半导体材料3、化学性质不活泼(1)常温下：②

Si+4HF=SiF4+2H2↑③Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑(2)加热时：与某些非金属反应Si+O2==SiO25、用途：半导体材料4、工业制硅SiO2+2C===Si+2CO①

Si+2F2=SiF4二、二氧化硅与光导纤维1、SiO2物理性质熔点高、硬度大。俗名：水晶二、二氧化硅与光导纤维1、SiO2物理性质熔点高、硬度大。俗名：水晶、石英二、二氧化硅与光导纤维(1)只有化合态，无游离态；SiCl4+2H2===Si+4HClCaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑Na2SiO3不易燃烧，可作防火剂Si+O2==SiO2Si+O2==SiO2例如检测得到28d后的抗压强度为310kg/cm2，则水泥的标号定为300号。5、工业制粗硅（课本练习）：纯碱溶液B盐酸C硫酸D苛性钠溶液Mg+2HCl==MgCl2+H2高温结构陶瓷：氮化硅Si3N4硅酸钠：Na2SiO3Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O二、二氧化硅与光导纤维1、SiO2物理性质熔点高、硬度大。俗名：水晶、石英、玉（不纯）二、二氧化硅与光导纤维1、SiO2物理性质熔点高、硬度大。俗名：水晶、石英、玉（不纯）、玛瑙二、二氧化硅与光导纤维二、二氧化硅与光导纤维放入Na2SiO3饱和溶液这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化镁及硅化镁（Mg2Si）等，这些杂质可用盐酸除去，有关反应的化学方程式为:二、二氧化硅与光导纤维Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓Al2(Si2O5)(OH)4:Al2O3·2SiO2·2H2O一、单质硅与半导体材料浓硫酸C.三、硅酸盐与无机非金属材料钾长石:KAlSi3O8二、二氧化硅与光导纤维2、SiO2晶体结构正四面体空间网状结构二、二氧化硅与光导纤维3、SiO2化学性质（1）酸性氧化物通性SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3

高温（3）与氢氟酸反应SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O（2）氧化性SiO2+2C===Si+2CO高温二、二氧化硅与光导纤维4、用途：光导纤维二、二氧化硅与光导纤维4、用途：光导纤维、石英钟表压电材料

5、硅酸（H2SiO3)实验室制备强酸制弱酸Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3

+H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓硅酸比碳酸酸性还弱硅酸盐三、硅酸盐与无机非金属材料硅酸钠：Na2SiO3钾长石:KAlSi3O8镁橄榄石:Mg2SiO4黏土:Al2SiO3(OH)4石棉:CaMg3Si4O12Na2O▪SiO22MgO▪SiO2Al2O3▪SiO2▪2H2OK2O▪

Al2O3▪6SiO2CaO▪

3MgO▪4SiO21、玻璃三、硅酸盐与无机非金属材料①原料：纯碱、石灰石、石英②方程式：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑③钠玻璃主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2④设备：玻璃熔炉2、水泥三、硅酸盐与无机非金属材料①原料：粘土、石灰石和石膏—作用是调节水泥硬化速度②水泥主要成分：硅酸三钙：3CaO▪SiO2硅酸二钙:2CaO▪SiO2铝酸三钙:3CaO▪Al2O3③设备：水泥回转窑3、陶瓷三、硅酸盐与无机非金属材料4、新型陶瓷：高温结构陶瓷：氮化硅Si3N4

碳化硅SiC，俗名金刚砂生物陶瓷：Al2O3、ZrO2压电陶瓷：钛酸钡BaTiO3、钛酸铅PbTiO3原料：黏土（xAl2O3▪ySiO2▪2H2O)三、硅酸盐与无机非金属材料硅酸钠（Na2SiO3）：[实验4－2]P71硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。Na2SiO3溶液（水玻璃）—木材防火、黏胶剂等放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象燃烧无明火，不燃烧结论Na2SiO3不易燃烧，可作防火剂Na2SiO3:Na2O·SiO2Al2(Si2O5)(OH)4:Al2O3·2SiO2·2H2OCa(Al2Si3O10)·3H2OKAlSi3O8钙沸石正长石高岭石四、硅酸盐的改写：硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分（5%）5、工业制粗硅（课本练习）：SiO2+2C===Si+2CO↑高温粗硅提纯：Si+2Cl2===SiCl4高温SiCl4+2H2===Si+4HCl高温SiO2粗硅SiCl4Si+C+Cl2精馏+H2高温高温高温三、硅酸盐与无机非金属材料三、硅酸盐与无机非金属材料Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑钾长石:KAlSi3O8Al2(Si2O5)(OH)4:Al2O3·2SiO2·2H2O硅酸钠：Na2SiO3钾长石:KAlSi3O8SiO2+2C===Si+2CO硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。生物陶瓷：Al2O3、ZrO2SiO2+2C===Si+2COCaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑1、制造光导纤维的主要原料是（）A.晶体硅B.二氧化硅C.石墨D.硅酸钠2、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（）A.稳定性：CO2

>SiO2B.酸性：H2SiO3>H2CO3C.熔点：SiO2>CO2（干冰）D.导电能力：Si>Cu3、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是()A.烧碱溶液B.浓硫酸C.氢氟酸D.碳酸钠溶液4、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液B盐酸C硫酸D苛性钠溶液5、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（）A.石英坩埚B.普通玻璃坩埚C.铁坩埚D.陶瓷坩埚BCCBC2、在实验室里，将细砂粉（SiO2）与镁粉混合加热，也可得到粗硅，反应的化学方程式为:这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化镁及硅化镁（Mg2Si）等，这些杂质可用盐酸除去，有关反应的化学方程式为:SiO2+2Mg==2MgO+Si高温MgO+2HCl==MgCl2+H2OMg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4Mg+2HCl==MgCl2+H2水泥的标号

水泥的标号是水泥强度大小的标