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1、第25讲 碳和硅及其化合物,资料卡片: 在25和101kPa的条件下,由单质生成1molCO2时放热393.5kJ;而在同样条件下,生成1molSiO2时放热910.9kJ.放热越多,其生成物通常越稳定,可见SiO2比CO2更容易生成,而且更稳定。,阅读资料，比较碳、硅亲合氧的能力。, 碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。,因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的SiO2及硅酸盐形式存在。,？,思考1下列关于硅的说法不正确的是（） A硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B硅是导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C硅的化学性质不活泼，常温下不与任
2、何物质反应 D加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应,C,一、硅的结构及性质,2、主要性质：,正四面体型空间网状，原子晶体,晶体硅是 色、有 光泽、 的固体。熔点 ，半导体。 不活泼，除常温下与 反应外， 加热时也可与 反应。,灰黑,金属,硬而脆,高,F2、HF、强碱,O2、Cl2、H2,1、晶体结构：,工业制法：,SiO22C Si2CO,写出Si和O2、H2、NaOH、HF反应方程式：,存在：分布：,3、硅的存在和分布,没有游离态，只有化合态,自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的主要成分。,思考2 (1) 写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:
3、 SiHCl3+H2=(1357K)= Si+3HCl SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式3SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2+3HCl;H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是：高温下，H2遇O2发生爆炸。 (2)ABC (3)写出实验现象并给予解释：生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；SiO32-与NH4+发生双水解反应，SiO32- + 2 NH4+ + 2H2O = 2NH3H2O + H2SiO3。,思考3下列表述正确的是 人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅 化学家采用玛瑙研钵摩擦固
4、体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐 提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料 夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能 A B C D,思考4 下列各反应中SiO2表现的是什么性质或作用？在项中选出正确答案填空。 酸性氧化物的通性 弱氧化性 与挥发性酸的盐反应制挥发性酸酐 被氢氟酸腐蚀使玻璃被雕刻。 A. SiO2+4HF=SiF4+2H2O _。 B. SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2 _。 C. SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O _。 D. SiO2+2C Si+2
5、CO _。,二、二氧化硅和硅酸,硅石,结晶形（石英）,无定形（硅藻土）,水晶,玛瑙,无色透明石英晶体,具有彩色环带状或层状石英,二氧化硅,水 晶,玛 瑙,硅藻土（diatomite）是以蛋白石为主要矿物组分的硅质生物沉积岩。主要由硅藻的遗骸组成。由硅藻的细胞壁沉积而成。硅藻是硅藻门中的藻类，普遍分布于淡水、海水中和湿土上，为鱼类和无脊椎动物的食料。硅藻死后，遗留的细胞壁沉积成硅藻土，硅藻土由80%90%甚至90%以上的硅藻壳组成。以外，含有大量的粘土矿物、铁的氧化物和炭有机质等。可作耐火、绝热、填充、磨光等材料，又可供过滤糖汁等用。,（1）SiO2晶体结构,空间网状结构，原子晶体。,晶体硅,二
6、氧化硅,SiO2CaO CaSiO3,SiO22NaOHNa2SiO3H2O,SiO24HFSiF42H2O,（2）主要性质：,（3）用途：,制造光导纤维、光学仪器、玻璃原料和建筑材料。,二氧化硅的用途,实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？,防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起,酸性氧化物,SiO22NaOHNa2SiO3H2O,分子晶体（干冰）,原子晶体,低(易升华),高,CaOCO2CaCO3,2NaOHCO2Na2CO3H2O,小结CO2和SiO2的比较,与盐反应,强制弱 (难挥发酸酐易挥发酸酐),只与HF反
7、应 SiO24HFSiF4H2O,Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3 NaAlO2CO22H2OAl(OH)3NaHCO3,不反应,Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3,不溶于水，酸性比碳酸弱。,性质：,2、硅酸,制法：,Na2SiO32HCl2NaClH2SiO3,硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。,用途：,硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。,硅酸钠俗称泡花碱，其水溶液又叫水玻璃。可用作肥皂填料、木材防腐剂、防火剂及黏胶剂。,三、硅酸盐,1、可溶性硅酸盐,2、硅酸盐组成的表示方法,硅酸盐的种类
8、很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。 表示方法：金属元素氧化物写在前面，再写SiO2，最后写H2O；氧化物之间用“”隔开。,硅酸钠：Na2SiO3可以写成,高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4,钙长石：CaAl2SiO6,Al2O3 2SiO2 2H2O,CaO Al2O3 SiO2,Na2O SiO2,4、水泥、玻璃和陶瓷的特性,总结知识网络,1、下列关于碳族元素的说法正确的是（ ） A、它们的主要化合价为+2、+4价。 B、碳的气态氢化物只有一种。 C、在化学反应中一般通过共价键和其它元素的原子形成共价化合物。 D、碳、硅不导电，锗是半导体，锡、铅易导电。
9、 E、它们从上向下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显。 F、它们的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱。 G、它们的原子最外层都有四个电子，其元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等。 H、最高价氧化物的水化物为弱酸。,ACEFGH,思考(5),四碳族元素,A族,最外层都是4个电子,随着核电荷数的递增， 电子层数和原子半径都逐渐增大,都有+2、+4价，C、Si有负价。 Pb以+2价稳定，其余以+4价稳定,非金属性渐弱，金属性渐强,1、相似性和递变性,思考（6）课本上说“碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的。” 根据上一句话判断：锡的+2价化合物（如SnCl
10、2）应具有较强的 性，铅的+4价化合物应具有较强的 性。,自然界，存在SnO2(锡石矿）和PbS（方铅矿）,还原,氧化,锡、铅两种元素的主要化合价是+2和+4价，其中+2价锡元素和+4价铅元素的化合物都是不稳定的，+2价锡离子有强还原性，+4价铅元素的化合物有强氧化性。例如：Sn2+还原性比Fe2+还原性强。PbO2的氧化性比Cl2氧化性强。 写出下列反应的化学方程式： 氯气跟锡热： 。 氯气跟铅热： 。 二氧化铅跟盐酸共热： 。 能说明Sn2+还原性比Fe2+还原性强的离子方程式是： 。,Sn2+2Fe3+=Sn4+2Fe2+,23（1） Pb2+与Cl-发生反应，使C（Pb2+）减小 （2）Pb2+ 、Pb（OH）+ 、H+ Pb2+2OH=Pb(OH)2 （3）Fe3+ （4）A,【8】 （2000年高考化学试测题）如下图，已知： 单质E可作为半导体材料；化合物F是不能生成盐的氧化物；化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化 物A起反应。据此，请填空： (1)化合物F是 。 (2)化合物I是 。 (3)反应的化学方程式是 。 (4)反应的化学方程式是 。,CO,HF,2F2+2H2O4HF+O2,答案：(1)CaC2；CaO；CO2；Ca(OH)2；C2H2。 (2)Ca(OH)22CO2=Ca(HCO3)2。,(3)。,9,
