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2009届高考第一轮复习第22讲硅和二氧化硅课件


高考化学总复习第22讲硅和二氧化硅

【考纲要求】 1.掌握硅和二氧化硅的结构和性 质 2.理解硅和二氧化硅的用途 【热点重点】 1.考查与无机非金属材料有关的 硅的化合物的性质和用途

一、硅 (共5个要点)
1、存在和状态:
(1)只有化合态,无游离态;在地壳中含 量居第二位。 SiO2 硅酸盐

2、物理性质: 硅晶体的结构
灰黑色,有金属光泽、硬而脆的固体, 熔沸点较高。

3、化学性质:
(1)常温下:

不活泼 原因?

① Si + 2F2 = SiF4 ② Si + 4HF = SiF4 + 2H2↑ ③ Si + 2KOH+H2O= K2SiO3+ 2H2↑ 注:其它氧化剂,如Cl2、O2、H2SO4、 HNO3等常温下都不与硅起反应。

(2)加热时:与某些非金属反应 Si+O2== SiO2
高温

Si+2H2=== SiH4(很难)

高温

Si+2Cl2=== SiCl4

4、工业制粗硅:
SiO2+2C=== Si + 2CO↑
高温

Si+2Cl2=== SiCl4 粗硅提纯: 高温 SiCl4+2H2=== Si + 4HCl

高温

5、用途:
高纯硅: 半导体材料。 变压器铁芯(含硅 4% 的钢 合金: 有导磁性) 耐酸设备(含硅 15% 左右的 钢有耐酸性)

二、二氧化硅 (共4个要点)
SiO2晶体结构

1、物理性质: 坚硬难熔的固体 晶体:石英、水晶、硅石 天然的二 (天然二氧化硅叫硅石、石英砂) 氧化硅: 无定形: 硅藻土 2、化学性质: 十分稳定(酸性氧化物)

(2)常温只与氢氟酸、强碱反应

4 HF + SiO2 == SiF4↑+ 2H2O(特性) 2NaOH + SiO2== Na2SiO3 + H2O 问:1. 能否用玻璃瓶盛氢氟酸? 不能 2. 能否用磨口玻璃塞盛NaOH、 KOH、Na2CO3、Na2SiO3等强碱 性溶液? 不能

SiO2 + CaO === CaSiO3
(3)高温时: Na2CO3+ SiO2 === Na2SiO3 + CO2↑ CaCO3+SiO2 ==== CaSiO3+ CO2↑ 注意: 干态下物质间的反应规律: 高沸点物质(SiO2)制低沸点物质(CO2)
高温 高温

高温

SiO2+ 2C === Si + 2CO↑ 高温 Na + KCl === NaCl + K↑
(熔融)

高温

3、用途:
光导纤维、光学仪器、电子仪器、 工艺品(水晶、玛瑙)、石英玻璃、 玻璃原料和建筑材料等。 注意:硅肺病(矽肺病),长期 吸入SiO2 粉尘

4、硅酸及硅酸盐:
(1)硅酸: 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) 问:Na2SiO3溶液露置空气中有何现象? 变浑浊。有H2SiO3析出

(2)硅酸盐:
①多数不溶于水( Na2SiO3 易溶 ) ②金属氧化物形式: Al2(Si2O5)(OH)4

Al2O3· 2SiO2 · 2O 2H X = 8 K2O· 2O3· KAlSi3Ox Al 6SiO2 (3)水玻璃: Na2SiO3 的水溶液 无色粘稠的溶液,是一种矿物胶,做粘 合剂、防腐剂。

练习
1.下列含氧酸的酸酐不能由单质与氧气 直接化合得到的是 B A、H2CO3 B、H2SO4 C、H2SO3 D、H2SiO3 2.空气中久置而不会变质的是 B A、烧碱 B、纯碱 C、水玻璃 D、漂白粉

B 3.Si02和C02的共同点是 A.都能与水化合生成相应的酸 B.都能与强碱溶液反应生成盐和水 C.都属于原子晶体 D.常温下都是固体 4.在反应SiO2 + 3C = SiC + 2CO中,氧 化剂和还原剂的质量比是 B A 7:3 B 1:2 C 5:2 D 2:1

5.在一定条件下,下列物质不能和二氧化 硅反应的是①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟 酸⑤高氯酸⑥氢氧化钾⑦氧化亚铁⑧氮气 A.③⑤⑦⑧ B.⑤⑦⑧ C C.⑤和⑧ D.只有⑤ A 6.高岭土的组成可表示为:A12Si20x(OH)y, 其中x、y的数值分别是 A. 7,2 B. 5,4 C. 6,3 D. 3,6

7.下列物质间转化必须加入还原剂才能 D 实现的是 A、SiO2→Na2SiO3 B、Si→Na2SiO3 C、Si→SiCl4 D、SiCl4→Si 8.下列各物质的主要成分含硅酸盐的是 ①石英玻璃②水玻璃③钢化玻璃④有机 C 玻璃⑤玻璃纸⑥玻璃钢 A.②④⑤ B.②④⑥ C.②③⑥ D.①②③⑥

作业:1. 写出下列反应的化学方程式
SiF4
2 6 1 5

CaSiO3
7 10 8

Si
3

SiO2
4

H2SiO3

9
11

Na2SiO3

SiC

1. Si + O2== SiO2

2. Si + 4HF = SiF4 + 2H2↑ 高温 3. Si + C === SiC 4 . Si + 2NaOH+ H2O= Na2SiO3+ 2H2↑
5 . SiO2+ 2C === Si + 2CO↑ 6 .SiO2 + 4HF== SiF4↑+ 2H2O
高温

高温

7. SiO2+ CaO === CaSiO3

8 . SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3+ H2O 9 .H2 SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O 10 . H2SiO3 === SiO2 + H2O 11 . Na2SiO3+2HCl = H2SiO3↓+2NaCl
12 . Na2SiO3+2HCl + H2O = H4SiO4↓+2NaCl

2.已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:

Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑ 现把 11.5g 钠和 4.2g 硅同时投入 100g水中,在 标况下可收集到 H2 多少 L?(提示:与Si 反应 的 NaOH是过量的)
解:2Na — 46g 11.5 g Si — 28g 4.2g H2 22.4L V1(H2) 2H2 44.8L V2(H2) V1(H2) = 22. 4L×11.5g 46g 44. 8L×4. 2g 28g

= 5.6 L = 6. 72L

V 2(H2) =

V 总(H2)= 5.6L + 6.72L = 12.32L



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