硅及其化合物(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,硅及其化合物,1,学习目标,了解单质硅，二氧化硅，硅酸盐主要存在形式，知道它们的主要用途。,掌握二氧化硅的化学性质，能够熟练写出其化学方程式，并灵活应用。,掌握硅酸的性质和制备，知道硅酸盐的性质以及玻璃的制备方法。,2,知识框架,1.硅,存在形式,物理性质,化学性质制备,2.SiO2,存在,结构,物理性质,化学性质,3.硅酸,物理性质,化学性质,用途,硅酸及硅胶的制备,4.硅酸盐,概念,表示形式,常见的硅酸盐及硅酸盐材料,玻璃的制备。,3,一.硅（Si）,1.存在及物理性质,Si,+14,8,4,2,+6,4,2,C,4,2.化学性质,高温,点燃,高温,高温,5,3.硅的制备,反应原理：,（1）制粗硅：主要以SiO,2,为原料：SiO,2,+2C=Si+2,CO,；（粗硅）,（2）粗硅提纯：Si（粗硅）+2Cl,2,=SiCl,4,；,SiCl,4,+H,2,=Si+4HCl（纯硅）,高温,6,【,小试身手,】,例1：下列关于硅说法正确的是（）,A.硅是人类将太阳能转化为电能的常用材料,B.由粗硅制的单晶硅不涉及氧化还原反应。,C.,Si2NaOHH2ONa,2,SiO,3,2H,2,，,Si是还原剂，,NaOH,和,H,2,O,是氧化剂。,D.盐酸可以与硅反应，故可采用盐酸为抛光液抛光单晶硅,例2：下列关于硅和碳的比较，正确的是（）,A.碳能将二氧化硅中的硅还原成硅，说明碳的还原性比硅强。,B.碳和硅的最高正价都是+4价。,C.硅元素在地壳中含量居第2，碳居第1位,D.自然界的硅和碳的存在形式既有游离态又有化合态,A,B,7,3.制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯硅常用以下反应实现,Si(s)3HCl()=SiHCl3()H2()SiHCl3H2=Si3HCl,对上述两个反应的下列叙述中，错误的是(),A.反应,中,HCl,是还原剂,B.反应是置换反应,C由于反应放热，则反应一定吸热 D.两个反应都是氧化还原反应,B,8,二.硅的化合物,(一)SiO,2,1.存在,：,结晶形。例如：,玻璃,，水晶，玛瑙，石英，硅石，沙子。,无定形。,3.,物理性质,熔点高,硬度大,难溶于水,2.,结构,SiO,2,晶体是由,Si,和,O,按,1:2,的比例所组成的,立体网状结构,的晶体。,不存在,SiO,2,分子，是以Si和O原子构成,。通常用,SiO,2,来表示二氧化硅的组成。,SiO,2,不是分子式，而是化学式（晶体中原子个数最简单的整数比）,9,4.化学性质,高温,高温,高温,高温,10,SiO,2,的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，加上,SiO,2,在自然界的广泛存在，从古到今都被人类广泛地应用着。,光导纤维,石英坩埚,玻璃仪器,精美瓷器,5.用途,11,1,、关于二氧化硅说法错误的是（）,A,、二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成。,B,、不能由二氧化硅跟水直接作用制取硅酸。,C,、二氧化硅能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物。,D,、二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别。,AC,【,小试牛刀,】,2,、下列说法正确的是（）,A,、,SiO,2,溶于水显酸性,B,、二氧化硅也叫硅酸酐,C,、,SiO,2,是酸性氧化物，它不溶于任何酸,D,、因高温时,SiO,2,与,Na,2,CO,3,反应放出,CO,2,，所以硅酸酸性比碳酸强,B,12,3,、证明生石灰中既混有石英、又混有石灰石的正确方法是(),A.加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出,B.加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解,C.加热至高温、观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成,D.先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解,D,13,（二）硅酸,（,H,2,SiO,3,）,1.物理性质：,溶解度很小，难溶于水,2.化学性质,（1）弱酸性：酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色,Na,2,SiO,3,+CO,2,+H,2,O=H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,Na,2,SiO,3,+2HCl=2NaCl+H,2,SiO,3,（强酸制弱酸）,H,2,SiO,3,+2NaOH=2 H,2,O+Na,2,SiO,3,（2）不稳定性,（比,H,2,CO,3,稳定）,：受热易分解,H,2,SiO,3,=H,2,O+SiO,2,3.,用途,硅胶可用作干燥剂，也可作催化剂的载体,14,4.硅酸的制备,(强酸制弱酸),可用可溶性的硅酸钠和其他酸制备，所得溶液凝成硅酸溶胶。,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,Na,2,SiO,3,+CO,2,+H,2,O=H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,Na,2,SiO,3,+2HCl=2NaCl+H,2,SiO,3,5.硅胶的制备,H,2,SiO,3,硅酸凝胶,硅酸干凝胶“硅胶”,干燥脱水,聚合,15,【即学即练】,例1.能证明碳酸比硅酸的酸性强的实验是（）,A.CO2能溶于水生成碳酸，而SiO2却不能溶于水,B.高温时发生反应;,SiO,2,+Na,2,CO,3,=,Na,2,SiO,3,+CO,2,C.碳酸比硅酸受热易分解,D.将CO2通入的,Na,2,SiO,3,水溶液中，有白色沉淀生成,例2.为确定HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某同学设计了如上图所示的装置，一次实验即可达到目的（不必选其他酸性物质）。请据此回答：,(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为 _。,(2)装置B所盛的试剂是_，其作用是_。,(3)装置C所盛试剂是_，C中反应的离子方程。,（4）由此得出结论是，酸性 由强到弱依次是：。,【解题思路：强酸+弱酸盐-弱酸+强酸盐,】,D,稀盐酸,饱和碳酸氢钠,吸收HCl气体,硅酸钠溶液,盐酸碳酸硅酸,SiO3,2-,+CO,2,（少量）+H,2,O=CO3,2-,+H,2,SiO,3,16,(四)硅酸盐,1.定义：硅酸盐由,硅，氧，和金属元素,组成的化合物的总称,2.表示形式：,化学式法,（表示组成简单的硅酸盐）如：硅酸钠：Na2SiO3,氧化物法,（表示复杂的硅酸盐）用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成,例：,石棉CaMg,3,Si,4,O,12,：CaO3MgO4SiO2（氧化物的顺序按化学式中元素的排列顺序）,长石KAlSi3O8：K,2,OAl,2,O,3,6SiO,2,（分数化整）,【注意：（1）氧化物顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水；氧化物之间用“,”连接。（2）各原子总个数比符合原来的组成，分数化整数。】,3、最简单的硅酸盐硅酸钠,可溶于水，水溶液呈碱性，其水溶液叫,水玻璃,，又叫,泡花碱,，可用于,制备硅胶,，做,木材防火剂,等。,17,5,、硅酸盐,材料,的,制备,：,原料：水泥：石灰石和黏土,玻璃：纯碱，石灰石，石英,陶瓷：黏土,制备玻璃涉及的反应：,4.,三大传统的硅酸盐材料,产品,：,水泥、玻璃、陶瓷,；,水泥主要成分：3CaO,SiO,2,2,CaO,SiO,2,3,CaO,Al,2,O,3,玻璃的主要成分：Na,2,OCaO6SiO,2,陶瓷的主要成分：黏土Al,2,O,3,SiO,2,2H,2,O,18,【即学即练】,1,下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是,(,),A,NaOH,溶液,B,Na,2,SiO,3,溶液,C,盐酸,D,氢氟酸,2,下列有关Na,2,CO,3,溶液、Na,2,SiO,3,溶液的共同点的描述中不正确的是(,),A,水溶液均显碱性,B,滴入盐酸均有气泡产生,C,均能与,CO,2,反应,D,均不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存,C,B,3,露置于空气中一段时间后的,水玻璃,会浑浊。向此浑浊溶液中加入稀盐酸，会生成白色沉淀，同时伴随有气泡产生。用化学方程式解释产生上述现象的原因：,（,1,）溶液变浑浊：,；,（,2,）生成白色沉淀：,；,（,3,）产生气泡,：,4.,三硅酸镁是一种胃病患者常用的制酸剂，该物质难溶于水，服用后能中和过多的胃酸，把三硅酸镁Mg,2,Si,3,O,8,nH,2,O,改写成氧化物的形式,_,_,，写出它中和胃酸(,胃酸的主要成分是,HCl),的化学方程式,_,_,。,Na,2,SiO,3,+CO,2,（少量）+H,2,O=Na,2,CO,3,+H,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,+2HCl,=,2NaCl+H,2,SiO,3,Na,2,CO,3,+2HCl=2NaCl+H,2,O+CO,2,2MgO3SiO2nH2O,Mg2Si3O8nH2O+4HCl=2MgCl2+3H2SiO3+(n-1)H2O,19,【随堂演练】,1.,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：Ca,2+,+2OH,-,+CO,2,=CaCO,3,+H,2,O,B碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO,3,2,-,+SiO,2,=SiO,3,2,-,+CO,2,C二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO,2,+2OH,-,=SiO,3,2,-,+H,2,O,D硅酸与烧碱溶液中和：H,2,SiO,3,+2OH,-,=SiO,3,2,-,+2H,2,O,2.,现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量），由此可以推知硬铝的组成为 （）,A、Al、Cu、Mg、Si、Mn,BAl、Mg、Si、Zn,CAl、Fe、C、Cu,DAl、Si、Zn、Na,CD,A,20,3,、,下列说法中，错误的是(),A,硅酸是不挥发性酸，它与食盐反应生成氯化氢,B,氢氟酸能和玻璃发生化学反应，所以氢氟酸要存放在塑料瓶中,C,水玻璃有粘性，所以要存放在带橡胶塞的试剂瓶中,D,烧碱液能腐蚀玻璃并生成硅酸钠，所以烧碱液要存放在带橡胶塞的玻璃瓶中,A,4.,由硅、铁、铝组成的试样19.4g,均匀地分成等质量的,两份,：一份与足量的稀硫酸反应可产生气体,aL,；一份与足量的氢氧化钠溶液反应也能产生同种气体,bL,，合并两次所收集的气体共,11.2L,，试分析此试样的组成？（气体均在标准状况下,测得其体积，且a=b）,硅：2.8;铁：11.2;铝：5.4,21,4.,根据右图所示的组织之间的转化关系，回答下列有关问题。（1）写出A、B、C、D各物质的名称：,A,，,B,，,C,，,D,。,（2）写出DA的化学方程式_。,（3）写出下列变化的离子方程式：,BC _；,DB _。,22,5.,某学生兴趣小组想利用高岭土,其主要成分是,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O试验新型的净水剂。试验程序如下：,其中滤液,E,就是欲求的净水剂。试回答下列问题：,写出混合物,A,、,B,，滤液,C,、,D,的主要成分,A：,；,B,：,；,C,：,；,D,：,。,写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式,；,该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有,A玻璃坩埚 B瓷坩埚 C氧化铝坩埚 D铁坩埚,A,：,NaAlO,2,和,Na,2,SiO,3,；,B,：,NaAlO,2,和,Na,2,SiO,3,；,C,：,AlCl,3,；,D,：,H,2,SiO,3,。,Al,2,O,3,Na,2,CO,3,2 NaAlO,2,CO,2,；,SiO,2,Na,2,CO,3,2 Na,2,SiO,3,CO,2,D,23,