1、第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅(一) 硅及其化合物1、二氧化硅和二氧化碳比较二氧化硅 二氧化碳类别 酸性氧化物 _酸性氧化物晶体结构 原子晶体 分子晶体熔沸点 高 低与水反应方程式 不反应 CO2+H2O H2CO3与酸反应方程式 SiO2 + 4HF=SiF4+2H 2O 不反应与烧碱反应方程式 SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O 少：2NaOH+CO 2=Na2CO3+H2O 过：NaOH+CO 2=NaHCO3 与 CaO 反应方程式 SiO2+CaO 高 温 CaSiO3 CaO+CO2=CaCO3 存在状态 水晶、玛瑙、石英、硅石、沙子 人和动物
2、排放2、硅以及硅的化合物的用途物质 用途硅单质 半导体材料、光电池（计算器、人造卫星、登月车、探测器）SiO2 饰物、仪器、光导纤维、玻璃硅酸钠 矿物胶SiC 砂纸、砂轮的磨料一、硅酸盐矿物、硅酸盐产品（传统材料）和信息材料的介绍1硅在自然界的存在：地壳中含量仅次于氧，居第二位。（约占地壳质量的四分之一） ；无游离态，化合态主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅，2硅酸盐的结构：（1）硅酸盐的结构复杂，常用氧化物的形式表示比较方便。硅酸盐结构稳定，在自然界中稳定存在。（2）氧化物形式书写的规律：各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用
3、“”间隔。注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。3Na 2SiO3 的性质：Na 2SiO3 易溶于水，水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业的黏合剂，也用于木材的防腐和防火。二化学性质1水溶液呈碱性（用 PH 试纸测） ，通 CO2 有白色沉淀：Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3（白色胶状沉淀） ，离子方程式：SiO 32 CO2 + H2O CO32 H2SiO3。硅酸受热分解：H 2SiO3 H2O + SiO2 ，原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸，酸性：H 2CO3 强于 H4SiO4 或 H2SiO3。2硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀：Na2S
4、iO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3，离子方程式：SiO 32 2H+ = H2SiO3.3硅酸和氢氧化钠反应：H 2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O.离子方程式：H 2SiO3 2OH SiO 32 2H 2O 。4硅酸盐产品（传统材料）主要原料 产品主要成分普通玻璃 石英、纯碱、石灰石 Na2SiO3、CaSiO 3、SiO 2(物质的量比为 1:1:4)普通水泥 黏土、石灰石、少量石膏 2CaOSiO2、3CaOSiO 2、3CaOAl 2O3陶瓷 黏土、石英沙 成分复杂主要是硅酸盐制玻璃的主要反应：SiO 2 + Na2CO3 高 温 Na2
5、SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 高 温 CaSiO3 + CO2.三、硅单质1性质：（1）物理性质：晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。（2）化学性质：常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。性质稳定。Si +2F2 = SiF4（气态）, Si + 4HF = SiF4 +2 H2,Si +2NaOH + H2O = Na2SiO3 +2H23.硅的用途：（1）用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；（2）制造太阳能；（3）制造合金，如含硅 4（质量分数）的钢导磁性好制造变压器的铁芯
6、；含硅 15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。4工业生产硅： 制粗硅：SiO 2 + 2C 高 温 Si + 2CO制纯硅：Si + 2Cl 2 高 温 SiCl4(液态) SiCl4 + 2H2 高 温 Si + 4HCl 三、二氧化硅的结构和性质1SiO 2 在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化硅又称硅石。2SiO 2 物理性质：硬度大，熔点高，难溶于溶剂( 水)的固体。3SiO 2 化学性质：常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2 , SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O （雕刻玻璃的反应 ), SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O （实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因）.加热高温：SiO 2 + 2C 高 温 Si +2 CO, SiO2 + Na2CO3 高 温 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 高 温 CaSiO3 + CO2，SiO 2 + CaO 高 温 CaSiO3 .4SiO 2 的用途：制石英玻璃，是光导纤维的主要原料；制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产；在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。
