文档介绍：硅及其化合物
教学目标:
、存在、用途
,掌握二氧化硅的化学性质
、硅的主要性质
、硅等在生产、信息技术、材料科学等领域的应用
重点:
(尤其是作为酸性氧化物的性质) ;
、硅酸盐的丰富性和多样性
重点:
;
,掌握研究非金属元素单质及化合物的一般方法
知识点详解
知识点1、硅
1、存在形式:自然界无游离态的硅。硅的化合物几乎全部是二氧化硅和硅酸盐,它们广泛地存在于地壳的各种矿物中。
2、组成与结构
在地壳中硅的含量仅次于,,,硅单质的结构与金刚石类似,为原子晶体(每个Si原子分别与另外4个Si原子形成4个共价键,硅与硅之间结合形成空间网状结构,含正四面体结构。)
3、硅的物理性质:
Si是带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大,有脆性。硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的材料。
4、硅的化学性质
在常温下,硅的化学性质不活泼,除***气(F2)、氢***酸(HF)和强碱外,它不易与其他物质如氢气、氧气、***气、硫酸、***等反应。在加热条件下,硅能与某些非金属单质发生反应。
碳与硅的化学性质比较
化学性质
碳(主要有+2、+4价)
Si +C === SiC
高温
Si + O2=== SiO2
△
硅(主要+4价)
还原性
与非金属反应
点燃
点燃
C + O2(足量) === CO2
2C + O2(不足) === 2CO
Si +2F2 = SiF4(常温)
Si +2Cl2=== SiCl4
△
与酸反应
C+2H2SO4(浓) = CO2↑+2SO2↑+2H2O
△
与HNO3、H2SO4等不反应
Si+4HF = SiF4↑+ 2H2↑
与H2O或碱反应
C + H2O === CO + H2
高温
Si+2NaOH+ H2O ==Na2SiO3+ 2H2↑
5、硅的制备
(1) 工业上制粗硅
SiO2 + 2C Si+2CO ↑
石英砂焦炭电炉中粗硅
(2) 由粗硅制纯硅
Si+2Cl2 SiCl4
SiCl4+2H2Si+4HCl
6、硅的用途
信息技术的关健材料,——半导体、晶体管、芯片。
半导体性能——将太阳能转换为光能的重要材料——光电池
③硅合金
例.(2010年厦门模拟)有科学家认为:硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”,下列有关硅可能成为新型能源的叙述中不正确的是( )
,且可再生
、贮存,从安全角度考虑,硅是优质燃料
,其燃烧产物对环境的污染容易有效地控制
答案:A
知识点2、二氧化硅
1、存在形式
SiO2 是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%,其存在形态有结晶形和无定形两大类,通称硅石。
硅石
结晶形:玛瑙、石英、水晶
无定形:硅藻土
2、组成与结构
Si
o
在SiO2的晶体中,每个硅原子与___个氧原子结合,每个氧原子
与_____个硅原子结合,即SiO2晶体是由Si和O按_______的比例所
组成的_________________结构的晶体。1mol SiO2晶体中含有____mol
Si—O键。
3、二氧化硅的物理性质
SiO2也叫硅石,石英砂、玻璃、沙子的主要成分也为SiO2,SiO2为坚硬的固体,纯SiO2是无色透明晶体,称之为水晶。熔点高,硬度大,不溶于水(为原子晶体)。
4、二氧化硅的化学性质(与CO2比较)
物质
CO2(酸性氧化物)
SiO2(酸性氧化物)
与水反应
CO2 +H2O H2CO3
不反应(故不能直接与水反应制硅酸)
与酸反应
不反应
SiO2+4HF == SiF4↑+2H2O
与碱反应
CO2+2OH- = CO32- +2H2O
CO2+OH- = HCO3-
SiO2+2OH- == SiO32- +H2O
与碱性氧化物反应
CO2+CaO = CaCO3
SiO2+CaO == CaSiO3
高温
与盐反应
CO2+H2O+Na2SiO3== Na2CO3 + H2SiO3↓
SiO2+Na2CO3 === Na2SiO3 + CO2↑
高温
弱氧化性
SiO2+2CSi +2CO↑(工业上制粗硅)
制法
CaCO3 + 2HCl==CaCl2 + H2O + CO2↑
H2SiO