无机非金属材料的主角——硅(课件).ppt

第1讲无机非金属材料的主角——硅最新展示一、硅
1．在自然界中的存在
(1)存在形态：只有 ，在地壳中的含量居第 位。
(2)硅有两种同素异形体： 。
(3)硅的重要用途：是良好的 材料。2．化学性质二、二氧化硅
1．物理性质： 溶于水的固体，熔沸点，硬度。
2．化学性质3．用途
制造 、石英坩埚、饰物等。

1．有人认为SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？
【提示】该看法是错误的。SiO2和碱溶液反应体现了SiO2为酸性氧化物的性质，但SiO2与氢氟酸反应时并没有生成盐，另外其他酸难与SiO2反应，故SiO2不具备两性氧化物的性质，不属于两性氧化物。三、硅酸和硅酸盐
1．硅酸
(1)物理性质： 溶于水。
(2)化学性质
①弱酸性——比碳酸弱
与NaOH溶液反应的化学方程式为：
。
向Na2SiO3溶液中通入CO2的反应方程式为：

。②不稳定性
受热分解，反应的化学方程式为：

。
③用途：硅胶可用作 的载体等。
2．硅酸盐
(1)由 组成化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
(2)硅酸钠
硅酸钠水溶液俗称 ，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。
(3)硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为 ，长石(KAlSi3O8)可表示为

2．探究由SiO2制取H2SiO3的最佳方案(用流程图表示)。
【提示】四、无机非金属材料
1．硅酸盐材料

2.特殊功能的含硅物质
(1) 具有金刚石结构，可用作磨料。
(2)含硅元素4%的硅钢具有 性。

1．(2009年重庆高考)材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是 ()【解析】A项，刚玉的主要化学成分为三氧化二铝，而金刚石的主要化学成分为碳。
【答案】A2．(2008年全国卷Ⅱ)对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是 ()
A．SiO2和CO2中，Si和O、C和O之间都是共价键
B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8
C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应
D．该族元素的主要化合价是＋4和＋2
【解析】A项中SiO2、CO2均为共价化合物，原子间以共价键结合；B项中C、Ge的次外层电子数分别为2、18；C项CO2、SiO2均可与CaO反应生成对应的盐。
【答案】B3．(2007年广东高考)下列说法正确的是 ()
A．硅材料广泛应用于光纤通讯
B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
【解析】光纤的主要成分为SiO2；B项，工艺师利用HF刻蚀石英制作艺术品；C项，水晶项链的主要成分是SiO2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品；D项，粗硅制备单晶硅先利用氧化反应即用Cl2氧化粗硅为SiCl4，再利用还原反应即用H2还原SiCl4。
【答案】A4．(2009年安徽高考)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如右图所示)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 ()
A．石墨烯与石墨互为同位素
B．0.12g石墨烯中含6.02×1022个碳原子
C．石墨烯是一种有机物
D．石墨烯中碳原子间以共价键结合【解析】A项，石墨烯和石墨是同素异形体；B项，0.12g石墨烯物质的量为0.01mol，含6.02×1021个原子，C项错。
【答案】D

一、硅及其化合物的特性
1．非金属单质一般为非导体(石墨能导电)，硅的晶体是良好的半导体材料。
2．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C Si＋2CO↑。
3．非金属单质跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液作用：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
4．非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。5．酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
6．SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。
7．无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。
8．H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下，Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑也能发生。9．硅酸盐大多难溶于水，常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，可用作黏胶剂和木材防火剂，久置在空气中容易变质：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3