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[名校联盟]江苏省海头高级中学高三化学 硅视导 课件


省海头高中2013届高三化学一轮复习

硅及其化合物
授课人 赵 沛

2012年10月23日星期二

考向分析

本节高考重点考查: Si及其化合物主要性质、应用; 题型:以选择题为主,难度为低中档题。 预测2013年会以新材料、新科技为背景在 Si及其主要化合物性质应用方面进行命题。

因此平时复习注意关注与Si有关的新材料、 新科技。

一、硅
1、只有化合态,无游离态;在地壳中含量居第二位。 2、两种同素异形体:晶体硅和无定形硅。 硅晶体的结构:正四面体(类似于金刚石)原子晶体 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 ① Si+4HF=SiF4 ↑ +2H2↑ ② Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑ 注意: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 4、工业制法

△ Si+2Cl2===SiCl4

SiO2+2C === Si+2CO ↑ Si+2Cl2=== SiCl4 SiCl4+2H2=== Si+4HCl

高温

高温

二、二氧化硅
1、物理性质:坚硬难熔的固体 (原子晶体) 有晶体和无定形两大类。晶体二氧化硅叫石 英、水晶,天然二氧化硅叫硅石、石英砂。 2、化学性质: 十分稳定 (1)酸性氧化物:但是不溶于水,也不与水反应。 (2)常温只与氢氟酸、强碱反应 4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O 2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O 所以:不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液,如NaOH、 KOH、Na2CO3、NaSiO3等溶液。)

SiO2+CaO===CaSiO3
(3)高温时: Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑
高温 高温

高温

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)
例如: SiO2+2C===Si+2CO↑ 高温

Na+KCl === NaCl+K↑

高温

三、硅酸及硅酸盐: (1)硅酸: 硅酸不溶于水,属于弱酸,
其酸性比碳酸弱: 制备: Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓ (2)硅酸盐: ①多数不溶于水(Na2SiO3易溶)
■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、防火剂。

②通常写成金属氧化物形式: 如:
KAlSi3O8 K2O· 2O3· Al 6SiO2

17、生产水泥和玻璃的共同原料是什么? 生产水泥和陶瓷的共同原料是什么?

硅酸盐工业简介
水 泥 原料 原理 主要 成分
粘土、石灰石





陶 瓷
粘土

石灰石、纯碱、石英
高温

复杂的物理 化学变化

Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑
高温

复杂的物理 化学变化

3CaO· 2 SiO 2CaO· 2 SiO 3CaO· Al2O3

Na2SiO3、CaSiO3、4SiO2

四、硅及其化合物网络

SiCl4

Si

SiO2

H2SiO3

Na2SiO3

四、硅及其化合物网络

SiCl4

Si

SiO2

H2SiO3

Na2SiO3

粉末状混合物

试剂

方法

(1)
(2) (3) (4)

CaCO3(SiO2)
NaCl(SiO2) SiO2(Fe2O3) SiO2(CaCO3)

(5)
(6)

SiO2(H2SiO3)
SiO2(NH4Cl)

硅及其化合物的特性 1. Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si: 2. 非金属单质跟碱液作用一般无 放出,但Si却放出H2: 3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si能与HF作用: 4. 非金属单质一般为非导体,但Si为半导体。 5. SiO2是的酸性氧化物,但它不溶于水,不能直接将它与水作用 制备 H2SiO3。 6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO2的却很高。 7. 酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用: 8. 无机酸一般易溶于水, 却难溶于水。 9. 因H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2 能发生下列反应: ,但在高温下 也能发生。 10. Na2SiO3的水溶液称水玻璃,但它与玻璃的成分大不相同,硅 酸钠水溶液(即水玻璃)俗称泡花碱,但它却是盐的溶液,并不 是碱溶液。

1.可供选择的试剂:A.盐酸 B.氢氧化钠溶液 C.氧气D.水 E.二氧化碳 Ⅰ.可选用的操作:①水洗 ②加热 ③高温灼烧 ④过 滤 ⑤结晶

[答案](1)B ④ (2)D ④⑤ (3)A ④ (4)A ④ (5)③ (6)②(或D ④)

物质

一般规律 硅还原性大于碳

硅及其化合物特性 2C+SiO2 2CO↑ 高温 ===== Si+

Si 非金属单质与强碱溶

Si+2NaOH+

液反应一般不产生H2 H2O===Na2SiO3+2H2↑

物质

一般规律 非金属一般不与非氧 化性酸反应

硅及其化合物特性

Si+
4HF===SiF4↑+ 2H2↑

Si

一般非金属单质为绝 硅为半导体,常用

缘体

于电子部件

酸性氧化物一般与水

SiO2不溶于水,不与水

反应生成相应酸 SiO2
酸性氧化物一般不与 酸发生复分解反应

反应
SiO2+4HF===SiF4↑ +2H2O

物质

一般规律 Na2SiO3溶液与 CO2反应生成

硅及其化合物特性 以下反应与酸性强弱无关: 高温 Na2CO3+SiO2 ===== Na2SiO3 +CO2↑ 高温 CaCO3+SiO2 ===== CaSiO3+ CO2↑

SiO2

H2SiO3是因为 H2CO3酸性大于 H2SiO3

物质

一般规律

硅及其化合物特性

无机酸一般易溶 硅酸和原硅酸均难溶于 H2SiO3 于水 水 常见的可溶性硅酸盐为 Na2SiO3,水溶液俗称水 玻璃、泡花碱

硅酸盐

大多数硅酸盐难
溶于水

5.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 高温 (1)工业上制取粗硅的反应为:SiO2+C=====Si+CO2。( (2)二氧化硅是酸性氧化物,它可以和碱反应,但不能与任 何酸反应。 ( ) )

(3)往 Na2SiO3 溶液中通入 CO2,会产生白色沉淀,原因是碳 酸的酸性强于硅酸。 ( )

(4)高岭石的化学式为 Al2Si2H4O9,改写为氧化物的形式为 Al2O3· 2SiO2· 2O。 2H ( )

2.能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是 A.CO2是气体,SiO2是固体

(

)

高温 B.高温下能发生反应Na2CO3+SiO2=====Na2SiO3+CO2↑ C.CO2溶于水生成碳酸,而SiO2却不溶于水 D.CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成

四、无机非金属材料
1.硅酸盐材料 水泥 玻璃 陶瓷

生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑

黏土
陶瓷窑

6.下列关于硅及其化合物的说法正确的是( ) A.硅是光导纤维的主要成分 B.硅钨酸H4SiW12O40中W的化合价为+6 C.二氧化硅与水反应制得的硅酸溶胶有丁达尔效应 D.硅是非金属元素,合金材料中不可能含有硅 [答案]B [解析]光导纤维的主要成份是SiO2,A项错误;二氧化硅不能和 水反应,C项错误;合金材料中也可能含有非金属元素,如生铁 (含碳)、硅钢等,D项错误。

2.硅酸盐产品


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