5.2硅及其重要化合物（课件）-《无机化学》同步教学（化学工业出版社）

硅及其重要化合物 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,约占地壳总质量的90%以上 硅元素在自然界中的存在形式： 二氧化硅、硅酸盐 硅是一种亲氧元素 2、物理性质 晶体硅带有金属光泽、灰黑色、硬而脆，熔点1410℃、沸点2355℃，是良好的半导体材料 1、种类及结构 一、硅单质 晶体硅、无定形硅 3、化学性质 常温下，硅的化学性质很稳定，除F2、HF和强碱外，硅不跟其它物质反应。 Si+2F2== SiF4 Si+4HF= SiF4↑ +2H2↑ Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑ （1）制集成电路、晶体管、光电池等的半导体材料 （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、硅的用途 1、SiO2的物理性质 熔沸点高，硬度大，不溶于水 结晶形：石英 无定形（硅藻土） 水晶 玛瑙 …… 硅石 存在形式 二、二氧化硅（SiO2） 每个Si原子周围结合___个O原子 每个O原子周围结合___个Si原子 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1 2、SiO2的结构 4 2 ②与碱反应 ①与碱性氧化物 ③与H2O反应 3、SiO2的化学性质 CO2 SiO2 SiO2+CaO===CaSiO3 高温 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+H2O≠H2SiO3 （1）酸性氧化物通性 ④与盐反应 SiO2+Na2CO3 === Na2SiO3+CO2↑ 高温 SiO2+CaCO3 === CaSiO3+CO2↑ 高温 （2）与氢氟酸（HF）反应－－Si元素的亲氟性 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 玻璃中含有SiO2，所以可以用HF来蚀刻玻璃 洗掉酸并去掉石蜡 在石蜡上雕刻出花纹， 向挖空部分加少量氢 氟酸 在玻璃表面涂上一层石蜡 4、SiO2的用途 ①光导纤维 ②石英玻璃制化学仪器 ③石英表、石英钟 ④水晶制光学仪器和工艺品 ⑤玛瑙制精密轴承和装饰品 三、硅酸 硅酸是一种难溶于水的弱酸 实验1 向Na2SiO3溶液中滴加酚酞 再滴加稀盐酸 1.滴入酚酞后溶液变为红色。 2.再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有无色胶状物产生。 Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3(胶体) 实验现象： 硅酸浓度较小时：硅酸溶胶 硅酸浓度较大时：硅酸凝胶（软而透明,胶冻状） 干燥脱水——硅酸干凝胶（硅胶） 硅胶吸附水分能力强，常用作 干燥剂，也用作催化剂的载体。 硅酸的存在： Na2SiO3 +H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3 （1）实验2：设计实验比较硅酸和碳酸的酸性 实验结论：酸性：HCl > H2CO3 > H2SiO3 实验方案：向Na2SiO3溶液中通入CO2 实验现象：有无色胶状物产生 硅酸的化学性质： （2）与强碱发生中和反应 （3）不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解 ∆ H2SiO3 == H2O + SiO2 H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O 四、硅酸盐 由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。 结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定 （1）盐化学式法： 如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3 等 （2）氧化物化学式法： 金属氧化物（活动性顺序）•二氧化硅•水 表示方法： 硅酸钠（Na2SiO3），俗名叫泡花碱，白色固体，易溶于水，其水溶液俗名叫水玻璃。 水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强。可用作肥皂填料，木材、织物的防腐剂和防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1、原料 主要原料：纯碱、石灰石和石英 玻璃工业 2、成分 Na2SiO3、CaSiO3、 SiO2 3、反应原理 Na2CO3+SiO2== Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2 == CaSiO3+CO2↑ 4、设备 玻璃熔炉 Na2CO3 CaCO3 SiO2 高温 高温 1、 水泥工业 原料 水泥特性 水泥成分 水泥应用 硅酸三钙（3CaO·SiO2） 硅酸二钙（2CaO·SiO2） 铝酸三钙（3CaO·Al2O3） 石灰石、黏土 水硬性:与水掺和搅拌幷静止后，很容易凝固变硬。 建筑材料 水下工程 水泥、沙子和水的混合物， 叫做混凝土 钢筋混凝土：混凝土用 钢筋作结构 2、 陶器的制作工序：了解 黏土 主要成分: 硅酸盐 3、陶 瓷 主要原料: 黏土 $$