硅及其化合物的性质课件

(氢氟酸能刻蚀玻璃；氢氟酸用塑料瓶存放)；高温下与碱性氧化物(如 CaO)反应： SiO2＋CaO=高==温==CaSiO3； 与某些盐(如 Na2CO3)发生反应：SiO2＋Na2CO3=高==温==Na2SiO3＋CO2↑。 4．用途：制作光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻 璃和建筑材料等。
考点一 硅和二氧化硅
自然界中，硅无游离态存在，只以化合态(以SiO2或硅酸盐的形式)存在于地壳的矿 物和岩石里。 一、硅 1．原子和晶体结构：硅元素的原子序数为 14，基态原子的简化电子排布式为 [Ne]3s23p2，核外电子的运动状态有14种，不成对电子数为2；单晶硅为共价晶体， 晶体中每个Si原子以sp3杂化，分别与4个相邻的Si原子形成4个σ键，Si原子的配位数 为4，晶体中最小的环是六元环，1个环中平均含有0.5个Si原子，含Si—Si键数为1。 2．物理性质：灰黑色固体，有金属光泽，熔、沸点高，硬度大，有脆性，是常见 的半导体材料和合金材料。金刚石、晶体硅、碳化硅中熔点从高到低的顺序是金刚 石、碳化硅、晶体硅。
下列说法正确的是________(填序号)。 ①因为 HF 与 SiO2 反应，故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 ②下列转化在一定条件下能够实现：SiO2―H―C→l SiCl4―高H―温2→Si ③石英砂可用于生产单晶硅 ④用 NaOH 溶液不能分离氧化铁中混有的二氧化硅 ⑤Si 和 SiO2 都可用于制造光导纤维 ⑥SiO2 既能和 NaOH 溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物 ⑦向 Na2SiO3 溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋ ⑧SiC 与 SiO2 的熔点均与所含化学键的键能有关
A．Y、Z分别为H2、Cl2 B．制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅，在该副反应中，氧化 剂与还原剂的物质的量之比为1∶1 C．SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为H2SiO3、H2、HCl，据此推测SiHCl3中 硅元素的化合价为＋4 D．Y与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应

1、 实验室有五种试剂，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。
试剂
二氧化硅
试剂瓶细口Biblioteka 口塞氢氧化钠溶液氢氟酸
广口瓶
细口塑料瓶
浓硫酸
细口橡皮塞
3、下列药品的贮存方法正确的是
（ AC ）
A、硅酸钠溶液应密封在带橡胶塞的试剂瓶中
B、氢氧化钠溶液密封在带玻璃塞的试剂瓶中
4、硅酸盐组成的表示
用二氧化硅、金属氧化物和水的形式表示其组成。 高岭石 Al2（Si2O5）（OH）4
2SiO 2H 表示成： Al2O3 · 2· 2O K(Al2Si3O10)(OH)2→ K2O· 2O3· 2· 2O 2Al 6SiO 2H
练习：将下列硅酸盐改写成氧化物的形式
泡沸石 Na2Al2(Si2O7)(OH)2 Na2O· 2O3· Al 2SiO2· 2O H 钙沸石 CaAl2Si3O10· 2O 3H CaO· 2O3· Al 3SiO2· 2O 3H 绿柱石 Ba3Al2Si6O18 3BaO· 2O3· Al 6SiO2
一、硅单质
单质硅有晶体硅和无定形两种。结 构类似于金刚石，是带有金属光泽的灰 黑色固体，熔点1410℃，硬度大、有脆 性，在常温下化学性质不活泼。 处于金属与非金属的过渡位置。晶 体硅的导电性介于导体和绝缘体之间， 是良好的半导体材料
滑石 Mg3(Si4O10)(OH)2
3MgO· 4SiO2· 2O H
2、下列各组物质有关性质关系的 比较，正确的是 C A.稳定性：CO2 > SiO2 B.酸性：H2SiO3 > H2CO3 C.熔点：SiO2 > CO2（干冰） D.导电能力：Si > Cu

硅处于金属元素和非金属元素过渡 位置，单质用作半导体材料
SiO2＋还原剂
工业如何制得硅单质？ Si
根据流程图写出涉及的主要化学反应
石英砂 （主要矿物成分是SiO2）
课后思考：
已知SiHCl3沸点为31.85℃，试解释该流 程为什么能制得高纯硅
2min
根据CO2与H2CO3 的性质，推测SiO2与H2SiO3的性质，并写出相应的方程式。
你了解生活中含硅及其化合物的物品吗？
陶瓷
玻璃
水泥
芯片的基础材料——硅晶片（Si）
硅太阳能电池（Si）
通讯材料——光导纤维(SiO2)
怎么认识硅及其化合物的性质？
C
CO2
H2CO3
Na2CO3
【类比思考】根据硅的原子结构示意图以及在元素周期表的位置， 找出硅及其化合物并推测对应的性质。
2min
硅及其化合物
硅在自然界以什么形式存在？
硅单质具有哪些性质？
素有“硬度之王”之称
硬度高、熔点高、难溶于水， 化学性质稳定
1min
硅在自然界以什么形式存在？
硅元素在地壳中含量仅次于氧，居于第二位。因有亲氧性，在自 然界中它总是与氧相互化合，主要以氧化物（如水晶、玛瑙）和硅酸 盐（如地壳中的大多数矿物）的形式存在。
硅及其化合物（《无机非金属材料》第1课时）
主讲人：
学 校：
学 科：化学（人教版必修第二册） 年 级：高一下学期
学习任务与目标
1.通过图片了解硅及其化合物在生产生活中的广泛存在和应用。 2.通过与同主族元素碳及其化合物性质的类比，能预测硅、二氧 化硅和硅酸的性质，并用方程式表示其主要的化学性质。 3. 通过阅读分析信息和元素周期律，能说明制备高纯硅和硅酸的 路径。

硅及其化合物硅单质1..物理性质带有 光泽的 色固体，熔点 （1410℃），硬度 、有 性，单质硅有 和 两种,结构与金刚石类似，硅是良好的 材料2.化学性质 硅和碳一样最外层 个电子，其原子即 又 电子，常温下化学性质 。

单质硅属于原子晶体。

自然界中，由于硅具有亲氧性，所以自然界中硅以化合物的形式存在。

特性：硅与NaOH 的反应： Si + 2NaOH + H 2O = Na 2SiO 3 + 2 H 2 ↑硅与氢氟酸的反应：Si + 4HF = SiF 4 + 2 H 2 ↑ 单质硅的用途：二氧化硅Si 与O 按 的比例组成的 状原子晶体。

3：物理性质 SiO 2 溶于水，熔点 ，硬度 。

4：化学性质 （化学稳定性很 ，与水不反应。

）(1)与氢氟酸反应 （雕刻玻璃）（特性）【与其它酸不反应】★氢氟酸能否用玻璃试剂瓶盛装？★(2)具有 性氧化物的通性：①与生石灰反应：②与烧碱溶液反应： ★盛NaOH 溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞★原因 6：用途硅酸1：硅酸的性质硅酸在水中的溶解度，酸性 H2CO3。

白色不溶性胶体，俗称硅胶。

2：硅酸的制备（强酸制弱酸，可溶性酸制不溶性酸）硅酸的制备原理：可溶性硅酸盐＋酸：如Na2SiO3+HCl=Na2SiO3+CO2+H2O=★用二氧化硅和水行吗？★3：用途：“硅胶”干燥剂，催化剂载体等硅酸盐（大多溶于水，化学性质稳定。

）1.硅酸钠溶于水，其水溶液俗称。

用于制备硅酸和作。

2.硅酸盐组成的表示：（二氧化硅和氧化物的组合）表示方法(1) 将硅酸盐中所有元素都写成氧化物。

氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水(2) 氧化物之间以“·”隔开。

(3) 在氧化物前面按化学式中的比例添加上数字。

Na2SiO3 (硅酸钠)表示为 CaMg3Si4O12(石棉)表示为 KAlSi3O8(长石)表示为3.用途：（玻璃，水泥，陶瓷等）4.制取水泥、玻璃的原料及反应巩固练习1．高岭土的组成可表示为Al2(Si2Ox)(OH)y，其中x、y的数值分别为（）A、7，2B、5，4C、6，3D、3，62．将过量的CO2通入下列溶液中，出现浑浊的是（）A、CaCl2溶液B、石灰水C、饱和Na2CO3溶液D、硅酸钠溶液3．下列离子方程式不正确的是( )A.石英与烧碱溶液反应：SiO2+2OH－=SiO32－+H2OB.向小苏打溶液中加入过量的澄清石灰水：Ca2++OH＋+HCO3－=CaCO3↓+H2OC.向氢氧化钠溶液中通入过量CO2：CO2+2OH－=CO32-+H2OD.晶体硅与NaOH溶液反应：Si+2OH－+H2O=SiO32－+2H2↑4．下列说法正确的是（）A、因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸，或者说SiO2不是H2SiO3的酸酐B、CO2通入Na2SiO3溶液中可以得到原硅酸C、因为高温时SiO2与Na2CO3反应生成CO2，故硅酸的酸性比碳酸强D 、硅的性质稳定，所以在自然界中可以以游离态存在 5.下列物质中，可做光导纤维重要原料的有( )A.石灰石B.玻璃C.二氧化硅D.6.SiO2+3C高温SiC+2CO 反应中，还原剂与氧化剂物质的量之比为( )A.3∶5B.5∶3C.1∶2D.2∶17.下列说法正确的是( )A.SiO2B.CO2C.SiO2D.高温时SiO2可和Na 2CO 3反应放出CO 2，是制造玻璃的反应之一，生成的Na 2SiO 38．熔融烧碱应选用的器皿是（ ）A 、石英坩埚B 、普通玻璃坩埚C 、铁制坩埚D 、陶瓷坩埚 9．欲观察H 2燃烧的颜色，燃烧管的材料最好是采用（ ）A 、Na 玻璃B 、钾玻璃C 、铜管D 、石英玻璃 10．生产水泥、普通玻璃都要用到的主要原料是（ ）A 、黏土B 、石灰石C 、纯碱D 、石英 11、在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是（ ）①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤浓硝酸 ⑥烧碱溶液 ⑦氧化钙 ⑧氮气 A ．③⑤⑦⑧ B ．⑤⑦⑧ C ．⑤⑧ D ．⑤ 12、能证明碳酸比硅酸的酸性强的实验事实是（ ） A ．CO 2通入Na 2SiO 3溶液中有胶状沉淀生成B ．干冰（CO 2）是由分子组成的，而SiO 2是由原子直接组成的C ．高温下能发生反应：Na 2CO 3+SiO 2高温Na 2SiO 3+CO 2↑D ．CO 2溶于水生成碳酸，而SiO 2却不溶于水13、下列变化中，不可能通过一步反应实现的是（ ）A ．Na 2SiO 3→H 2SiO 3B ．SiO 2→Na 2SiO 3C ．H 2SiO 3→SiO 2D ．SiO 2→H 2SiO 3 14．下列离子方程式，正确的是 （ ）A ．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2++2OH - +CO 2 = CaCO 3↓+H 2OB ．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO 32- +SiO 2 = SiO 32- +CO 2↑C ．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO 2 +2OH - = SiO 32-+H 2OD ．硅酸与烧碱溶液中和：H 2SiO 3+2OH - = SiO 32-+2H 2O15．二氧化硅属于酸性氧化物，理由是（ ） A ．Si 是非金属元素B ．SiO 2对应的水化物是可溶性弱酸C ．SiO 2与强碱反应生成盐和水D ．SiO 2不能与酸反应16．下列离子在水溶液中能大量共存的是（ ） A ．H +、K +、HCO 3-、Ca2+B ．OH -、Na +、Mg 2+、HCO 3-C ．Na +、H +、Cl -、NO 3-D ．Na +、SiO 32-、H +、Cl-17．某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是（ ）A． Ag+、Al3+、K+ B． SiO32-、AlO2-、K+C． Ag+、Cu2+、Na+ D．Ag+、Ba2+、 Na+ 18．下列关于二氧化硅的说法中，错误的是（）A．二氧化硅也叫硅酐B．二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成C．不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸D．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物19．现有Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末，只用一种试剂就可以将它们鉴别开，它是（）A．纯水 B．盐酸 C．硝酸银溶液 D．碳酸钠溶液20．下列关于碳和硅的叙述中不正确的是（）A．金刚石和晶体硅都是原子晶体 B．地壳中硅元素比碳元素含量多C．自然界里碳元素化合物比硅元素化合物种类多 D．碳和硅的氧化物都是分子晶体21．下列不是水玻璃用途的是（）A．肥皂填料B．木材防火剂C．纸板黏胶剂D．建筑装饰材料24．下列物质晶体中，不存在分子的是（）A．二氧化硅 B．二氧化硫 C．二氧化碳 D．二硫化碳22、用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成，不正确的是（）A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10·3H2O)] CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB．镁橄榄石[Mg2SiO4] 2Mg·SiO2C．正长石[KAlSi3O8] K2O·Al2O3·3SiO2D．高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4] Al2O3·2SiO2·2H2O23、下列关于硅的说法不正确的是（）A．硅是非金属，但它的单质是灰黑色且有金属光泽的固体B．硅的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，常温下不与任何物质起反应D．当加热到一定温度时，硅能与氧气、氯气等非金属反应24、可以用来做半导体材料的是（）A．二氧化硅 B．粗硅 C．高纯硅 D．硅酸盐25、硅在太阳能发电过程中具有重要作用，有关硅的说法中不正确的是（）A．硅的化学性质稳定，常温下不与酸、碱反应B．自然界中硅贮量丰富，易于开采C．高纯度的硅可被用于制造计算机芯片D．自然界中硅主要以二氧化硅的形式存在，SiO2是光导纤维的主要成分26.下列物质的主要成分不是SiO2的是（）A.石英B.水晶C.金刚砂D.玛瑙27.下列说法正确的是（）A.SiO2溶于水显酸性B.CO2通入水玻璃可得硅酸C.SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D.SiO2晶体中不存在单个SiO2分子28.下列物质不与二氧化硅反应的是（）A.烧碱B.氢氟酸C.硝酸D.生石灰29.石墨炸弹爆炸时，能在方圆几百米范围内撒下大量的石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。