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1、,第二节 硅和二氧化硅,水 晶 制 品,石 英 制 品,1、硅的存在,(1)自然界中，硅无游离态存在， 只以化合态存在（SiO2或硅酸盐的形式存在） 在地壳中，硅的含量居第二位，仅次于氧。 （2）游离态硅只有人工制取品 单质有两种同素异形体晶体硅，无定形硅,一、硅,灰黑色硬而脆有金属光泽的固体，熔点、沸点高、硬度大,导电性介于金属和非金属之间，是半导体,2.硅的物理性质（晶体硅）,Si,讨论根据所学的碳以及元素周期律的知识，归纳出一些硅的化学性质。,硅的存在：化合态 分析： 0 +4,Si Si,被氧化,被还原,- 4 Si,被氧化,被还原,、化学性质：,不活泼,(1)常温下性质稳定：,Si+
2、2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4 +2H2,Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2,(2)加热时：与某些非金属反应,Si+O2=SiO2,C+Si=SiC,注：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、 HNO3等常温下都不与硅起反应。,.工业制法：,焦炭还原硅石(二氧化硅)法得到粗硅 高温 SiO2 + 2C = Si + 2CO ,在高温下用H2还原SiCl4： 高温 SiCl42H2Si4HCl 这样就得到纯度较高的晶体硅。,粗硅提纯： 400500 Si+2Cl2SiCl4（SiCl4液体通过精馏，除杂。）,高纯硅：半导体材料。,合金,变压器铁芯 （含硅4
3、%的钢有导磁性）,耐酸设备 （含硅15%左右的钢有耐 酸性）,、用途,白色或无色的固体或晶体， 原子晶体，熔沸点很高， 硬度较大。,1.物理性质： 二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石,二、二氧化硅,想一想,碳和硅是同主族元素，CO2是酸性氧化物，那么SiO2应该属于那种氧化物？,CO2和SiO2在化学性质上具有相似性，请大家回忆一下CO2的化学性质，你能否据CO2的性质推出SiO2的部分性质,(1)酸性氧化物 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO=CaSiO3 SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2 SiO2+Na2CO3=
4、Na2SiO3+CO2 (2)氧化性 SiO2+3C=SiC+2CO SiO2+2C=Si+2CO,高温,高温,（3） 与氢氟酸(或氟化氢)反应:特性 4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O 基于此性质,工业生产上用氢氟酸雕刻 玻璃,高温,高温,高温,2、化学性质,SiO2与CO2化学性质的比较,不反应 H2O+CO2=H2CO3 SiO2+4HF=SiF4+2H2O 不 反 应 仅与氢氟酸反应 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+NaOH=NaHCO3 SiO2+CaOCaSiO3 CO2+Na2O=Na2CO3 SiO2
5、+2CSi+2CO CO2+C 2CO,物质 二氧化硅(SiO2 ) 二氧化碳(CO2) 与水反应 与酸反应 与碱反应 与碱性 氧化物反应 与碳反应,实验室有六种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。,练一练,试剂 二氧化硅 氢氧化钠溶液 硝酸银晶体 氢氟酸 浓硫酸 氯水,试剂瓶 细口磨口塞 广口瓶 棕色细口磨口塞 细口橡皮塞 棕色广口瓶 细口塑料瓶,4、将固态的氢氧化钠加热至熔融 状态，可选用的器皿是- - -( ),A.铁坩埚 B.石英坩埚C.石墨坩埚D.蒸发皿,练 习,AC,5、下列各组物质，前者不能制出后者的是 （ ）,D,AF
6、2和O2 BC和SiCSiO2和CODCu和Fe,6、据2001年12月的参考消息报道，有科学家提出“21世纪的能源”未来的石油”的观点,假如硅作为一种普遍使用的新能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥的是 （ ） A、硅便于运输、储藏，从安全角度考虑，硅是最佳燃料 B、硅的来源丰富，易于开采，且可再生 C、硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制 D、寻找高效催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅能源开发利用的关键技术,D,7、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含有石灰石英, , . ,有关的化学程式 .,取少量的样品研细,试 管中与过量的盐酸反应,若产生
7、气体,说明样品中有 石灰石,若仍有不溶物,说明样品中有石英,CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + CO2+ H2O,3、二氧化硅的用途 制光导纤维,(1)硅酸：H2SiO3,硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸，其酸性比碳酸弱：,Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H4SiO4,H4SiO4=H2SiO3+H2O(易),Na2SiO3+2HCl+H2O=2NaCl+H4SiO4,三、硅酸及硅酸盐,重要的硅酸盐Na2SiO3 硅酸钠俗称泡花碱，其水溶液又叫水玻璃 因为水解而成碱性，是一种建筑粘合剂。,8、下列说法正确的是 （ ） A、SiO2溶与水显酸性 B、CO2通入水玻璃可以得到
8、原硅酸 C、由Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2 可知硅酸的酸性比碳酸的酸性强 D、SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸,高温,B,小结：硅及其主要化合物相互之间关系：,Na2SiO3,Si,H2SiO3,SiF4,SiO2,小结：本节主要内容：一、硅1.硅的存在 2.硅的物理性质 3.硅的化学性质 4.硅的用途 5.硅的工业制法,二、二氧化硅 1.二氧化硅的物理性质 2.二氧化硅的化学性质 3.二氧化硅的用途,再见,9、把河沙（主要成分是SiO2）跟镁粉按一定质量比 （质量比约大于15：24）混合均匀，装入试管加热大约一分钟后发生剧烈反应，生成一种镁的氧化物化合物和一
9、种镁的硅化物。待生存的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中，立即产生气泡并伴有爆炸声，产生的气体是一种能在空气中自燃的气态氢化物。 （1）写出河沙与镁粉再加热条件下的化学方程 式. . 该反应是 (填”放热”或”吸热”) (2)生成的混合物放入稀硫酸中,产生的气体是 (填分子式) . (3)写出产生”爆炸声”的化学方程式 : .,SiO2 + 4 Mg = 2MgO + Mg2Si,高温,放热,SiH4,SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O,自燃,3二氧化硅是酸性氧化物的原因是（ ）,C,A它溶于水得相应的酸 B它对应的水化物是可溶性强酸 C它与强碱反应只生成盐和 D它是非金属氧化物,思考： 1、常温下，不能与硅反应的物质是（ ） AF2 B硝酸 CHF溶液 DNaOH溶液,B,思考： 2.下列关于硅的说法正确 的是 （ ）,A硅的化学性质比较稳定，因此在自然界 里有游离态的硅存在 B、以共价键相结合形成的化合物种类最多 的元素是硅 C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何 物质起反应 D硅化氢比甲烷更不稳定,D,
