1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物 第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅 第第2 2课时课时 新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列 化学化学 必修必修1 1 硅酸钠：水溶液叫水玻璃。硅酸钠：水溶液叫水玻璃。 用蒸馏水浸过用蒸馏水浸过 用用NaNa2 2SiOSiO3 3饱和溶液浸过饱和溶液浸过 现象现象 结论结论 用途：用途： 【实验实验42】 水份蒸发后燃烧水份蒸发后燃烧 不易燃烧不易燃烧 用水玻璃浸过的物品可以防火用水玻璃浸过的物品可以防火 肥皂填料、黏胶剂、阻燃剂肥皂填料、黏胶剂、阻燃剂 二、硅酸盐二、硅酸盐 硅酸盐是由硅、氧和金属组
2、成的化合物的总称，在自硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自 然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一 般都不溶于水，化学性质很稳定。般都不溶于水，化学性质很稳定。 几种硅酸盐产品几种硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥，最重要的无机非金属材料。陶瓷、玻璃、水泥，最重要的无机非金属材料。 二、硅酸盐二、硅酸盐 硅酸盐的一般特点：硅酸盐的一般特点： 一般不溶于水（除一般不溶于水（除NaNa、K K盐外）化学稳定性高。盐外）化学稳定性高。 种类繁多、结构复杂、构成地壳的骨架。种类繁多、结构复杂、构成地壳的骨架。 通常用氧化物的形式表示其组成。如通常
3、用氧化物的形式表示其组成。如NaNa2 2SiOSiO3 3 写成写成NaNa2 2O OSiOSiO2 2 二、硅酸盐二、硅酸盐 实实 例例 NaNa2 2SiOSiO3 3 NaNa2 2O OSiOSiO2 2 二、硅酸盐二、硅酸盐 高岭石高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3 2SiO2 2H2O 二、硅酸盐二、硅酸盐 要领：要领：两边原子个数守恒两边原子个数守恒 格式：金属氧化物格式：金属氧化物、二氧化硅二氧化硅、水水 顺序：金属按活动性顺序表顺序：金属按活动性顺序表 二、硅酸盐二、硅酸盐 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O K(Al3Si3O10)(OH)2 钾
4、云母 二、硅酸盐二、硅酸盐 NaNa2 2SiOSiO3 3 Na Na2 2OSiOOSiO2 2 CaSiOCaSiO3 3 CaOSiO CaOSiO2 2 粘土：粘土：AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O O 玻璃：玻璃：NaNa2 2OCaO6SiOOCaO6SiO2 2 水泥：水泥： 3CaOSiO3CaOSiO2 2； 2CaOSiO2CaOSiO2 2； 3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3 二、硅酸盐二、硅酸盐 自然界变化：自然界变化： 硅酸盐岩石硅酸盐岩石粘土粘土土壤胶体土壤胶体吸收吸收NHNH4 4 、 、K K 等营养离子 等营养离子供
5、生物吸收。供生物吸收。 二、硅酸盐二、硅酸盐 水泥水泥: :以石灰石和黏土为原料以石灰石和黏土为原料 硅酸盐产品硅酸盐产品 二、硅酸盐二、硅酸盐 玻璃玻璃: :以纯碱、石灰石和石英为原料 普通玻璃普通玻璃: Na: Na2 2O O CaOCaO 6SiO6SiO2 2 二、硅酸盐二、硅酸盐 人面鱼纹盆人面鱼纹盆(陶瓷陶瓷) 砖瓦砖瓦(陶瓷陶瓷) 陶瓷陶瓷(China)(China)：以粘土原料以粘土原料 二、硅酸盐二、硅酸盐 其它重要硅化物其它重要硅化物 SiCSiC 硅钢（硅钢（4 4） 硅橡胶硅橡胶 科学视野：科学视野： 新型陶瓷新型陶瓷 二、硅酸盐二、硅酸盐 金刚砂金刚砂 硅钢硅钢 硅
6、橡胶硅橡胶 生物陶瓷生物陶瓷 二、硅酸盐二、硅酸盐 硅有晶体硅和无定形硅两种单质硅有晶体硅和无定形硅两种单质 1.1.物理性质物理性质: : 灰黑色，有金属光泽，硬而灰黑色，有金属光泽，硬而 脆的固体脆的固体 熔、沸点高、硬度大熔、沸点高、硬度大 晶体硅是良好的半导体晶体硅是良好的半导体 2.2.化学性质化学性质: : 三、硅单质三、硅单质 常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、 强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反 应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。应，但在加热情况下，硅也能跟一些
7、非金属反应。 （1 1）、与氟气反应：）、与氟气反应： （2 2）、与氢氟酸反应：）、与氢氟酸反应： （3 3）、与强碱溶液反应：）、与强碱溶液反应： （4 4）、与氯气反应：）、与氯气反应： （5 5）、与氧气反应）、与氧气反应 Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2Cl2=SiCl4 Si + C = SiCSi + C = SiC 高温高温 Si + O2 = SiO2 三、硅单质三、硅单质 3、用途： 集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材 料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可
8、料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可 用来制造变压器铁芯等。用来制造变压器铁芯等。 三、硅单质三、硅单质 SiO2 粗硅 SiCl4 Si +C +Cl2 精馏+H2 高温 高温 高温 生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等，再用H2 还原 SiO2+2C = 2CO +Si（粗粗） 高温高温 高温高温 Si(粗粗) + 2Cl2 = SiCl4 高温高温 SiCl4 + 2H2 = 4HCl + Si（纯）（纯） 注：注：SiClSiCl4 4沸点为沸点为57.657.6 4、硅的工业制法、硅的工业制法 三、硅单质三、硅单质 Si SiO2 与水与水 O O2 2 F F2 2 氢氟酸氢氟酸
9、 与与NaOHNaOH 与与CaOCaO 不反应不反应 不反应不反应 SiO24HFSiF4 2H2O 不反应不反应 2Si2NaOHH2O Na2SiO3 2H2 2NaOHSiO2 Na2SiO3H2O SiO2SiO2 Si2F2SiF4 Si4HFSiF4 2H2 CaOSiO2CaSiO3 高温高温 三、硅单质三、硅单质 硅元素硅元素 单质硅单质硅 Si + F2 Si + HF Si + NaOH 加热能与某加热能与某 些非金属单些非金属单 质反应（质反应（O2、 Cl2） O2 Na2SiO3、 CaSiO3 二氧化硅是光导纤维二氧化硅是光导纤维 的主要原料，光导纤的主要原料，光
10、导纤 维可用作通讯材料和维可用作通讯材料和 制造医用内窥镜等制造医用内窥镜等 硅可制造集成路、硅可制造集成路、 太阳能电池等；硅太阳能电池等；硅 合金可用来制造变合金可用来制造变 压器铁芯、耐酸设压器铁芯、耐酸设 备等。备等。 只有化合态只有化合态 SiO2 硅酸盐硅酸盐 C 高温高温 HF 无游离态无游离态 常温不活泼常温不活泼 归纳归纳 总结总结 三、硅单质三、硅单质 相应练习相应练习1 已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为： Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 现把现把11.5g钠和钠和4.2g硅同时投入硅同时投入100g水
11、中，在标况下水中，在标况下 可收集到可收集到H2多少多少L？（提示：与？（提示：与Si反应的反应的NaOH是过是过 量的）量的） 解：解： Na1/2H2 23 1/222.4 11.5 X Si2H2 28 222.4 4.2 Y Y=(4.2 2 22.4)/28=6.72(L) VH2=5.6+6.72=12.32(L) 1 2 22.411.5 23 5.6L X 三、硅单质三、硅单质 相应练习相应练习2 在实验室里，将细砂粉（在实验室里，将细砂粉（SiO2）与镁粉混合加热，）与镁粉混合加热， 也可得到粗硅，反也可得到粗硅，反 应的化学方程式为应的化学方程式为 这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化 镁及硅化镁（镁及硅化镁（Mg2Si）等，这些杂质可用盐酸除去，）等，这些杂质可用盐酸除去， 有关反应的化学方程式为有关反应的化学方程式为 SiO2+2Mg=2MgO+Si 高温 MgO+2HCl=MgCl2+H2O Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4 Mg+2HCl=MgCl2+H2 三、硅单质三、硅单质 Thanks 谢谢您的观看！
