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1、IV、非金属及其化合物一、硅及硅的化合物的反应 1.硅的原子结构2.硅的氧化物 (SiO2) 存在形态 (硅石) 结晶形：石英、水晶、玛瑙。 无定形：硅藻土 晶体结构： (正四面体 )整体为空间网状结构 (与金刚石相似 ) 物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水 化学性质：稳定，很不活泼 不与水反应，不与酸反应(HF 除外) 酸性氧化物 (与 CO2一致) 与碱性氧化物反应生成盐SiO2+CaO高温CaSiO3与强碱反应生成盐和水 SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O 与 HF反应 SiO2+4HFSiF4+2H2O (刻玻璃原理 ) 工业制玻璃原理SiO2+Na2CO3高温Na2SiO3
2、+CO2SiO2+CaCO3高温CaSiO3+CO2反应原理： CaCO3 高温CaO+CO2SiO2+CaO高温CaSiO3制备单质硅SiO2+2C电炉高温Si(粗)+2COSi(粗)+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2 高温Si(纯)+4HCl 用途：“石英”、光纤、坩埚等 3.硅单质 存在形式 结晶形：结构与金刚石相似 无定形：面状粉状无空间结构 物理性质：熔点高，硬度大，有脆性，为有金属光泽的灰黑色 固体 化学性质：常温下不活泼 常温下的反应 Si+2F2SiF4 Si+4HFSiF4+2H2 Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2 加热下的反应 Si+O2SiO2硅单质的制
3、备SiO2+2C 电炉高温Si(粗)+2CO Si(粗)+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2 高温Si(纯)+4HCl 用途：芯片、太阳能电池板等. 4.硅酸(H2SiO3) 物理性质：白色难溶于水固体 化学性质：弱酸，比碳酸还弱 常温反应： H2SiO3+2NaOH Na2SiO3+2H2O H2SiO3H2O+ SiO2制备： Na2SiO3+2HClH2SiO3(胶体)+2HCl Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+ H2SiO3(胶体) 用途：干燥剂、催化剂载体 原硅酸 (H4SiO4) H4SiO4H2SiO3+H2O 5.硅酸盐 定义：硅、氧、和金属组成化合物的总称 性质
4、：固态，大多数不溶于水，化学性质稳定 表示方法： 组成简单的用化学式表示(比如 Na2SiO3) 结构复杂用金属氧化物和SiO2表示 书写：? 金属氧化物 SiO2(H2O) 金属氧化物排列顺序：活泼金属氧化物较活泼氧化物 ? 各个原子个数比不变 常见硅酸盐 Na2SiO3：可用作防火剂，俗称水玻璃，可溶于水 Al2Si2O5(OH)4：俗称高岭土，黏土，是制备陶瓷的原料 KAlSi3O8：俗称正长石，为多种宝石原料二、氯及氯的化合物的反应 1.氯气(Cl2) 物理性质：黄绿色，有刺鼻气味的毒性气体，熔沸点较低，密 度大于空气，可溶于水，一体积水约可溶两体积氯气 原子结构：表现为强氧化性化学性
5、质：非常活泼，强氧化性 与金属单质反应 (金属在氯气中点燃 ) 2Na+Cl2点燃2NaCl 现象：发出黄色火焰，生成大量白烟2Fe+3Cl2点燃2FeCl3现象：生成棕黄色烟Cu+Cl2点燃CuCl2现象：生成棕黄色烟金属与氯气反应共同现象： 发光放热有白烟生成有焰色反应 性质： a.氯气能与绝大多数金属在点燃条件下反应除了金 和铂(Au 和 Pt)之外； b.氯与变价金属反应生成最高价态的产物； c.氯气常温下与铁不反应因此可以用钢(铁)罐储存 . 与非金属反应工业制盐酸原理： H2+Cl2点燃2HCl 现象：发出苍白色火焰，安静地燃烧，瓶口上方有白雾生成 (生成的盐酸会发到空气中与空气中
6、水珠结合生成盐酸小液滴). 与磷反应： 2P+3Cl2 点燃2PCl3 (液态三氯化磷 ) 2P+5Cl2 点燃2PCl5 (固态五氯化磷 ) 与水反应? 部分氯气与水反应歧化反应： Cl2+H2OHCl+HClO 离子式： Cl2+H2OH+Cl-+HClO( 弱酸) ? Cl2溶于水的混合物，叫做氯水(黄绿色 ) 新制氯水成分： Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-? 次氯酸 (HClO)是一种很弱的酸，不能使pH 试纸或酸碱指示剂变色，但可以使其褪色，具有强氧化性，可以漂白，见光易分解2HClO光照2HCl+O2与碱反应Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+2H2
7、O(制漂白液 ) Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(制漂白粉 ) 漂白液漂白粉漂粉精有效成分NaClO Ca(ClO)2Ca(ClO)2主要成分NaClO、NaCl Ca(ClO)2、 CaCl2 Ca(ClO)2漂白粉原理 (强酸制弱酸 ) Ca(ClO)2+ H2O+CO22HClO+CaCO3漂白粉失效原理Ca(ClO)2+ H2O+CO22HClO+CaCO32HClO光照2HCl+O22.Cl2的实验室制法反应原理： MnO2+4HCl( 浓)MnCl2+2H2O+Cl2离子式： MnO2+4H+2Cl-Mn2+2H2O+Cl2实验装置：发生装置：铁架台 . 酒精灯. 石棉网. 烧瓶.双孔塞 . 分液漏斗 . 净化(除杂)装置：饱和食盐水 (HCl).浓硫酸(水蒸气) 收集装置：向上排空气法验满： ? 观察颜色变化； ? 用湿润的蓝色石蕊试纸；现象：先变红，后褪色； ? 用湿润的淀粉 -碘化钾试纸；现象：变蓝 . 反应式： 2KI+ Cl2I2+2KCl 尾气吸收：浓氢氧化钠溶液装置图：
