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1、硅及其化合物,学习目标,了解单质硅，二氧化硅，硅酸盐主要存在形式，知道它们的主要用途。掌握二氧化硅的化学性质，能够熟练写出其化学方程式，并灵活应用。掌握硅酸的性质和制备，知道硅酸盐的性质以及玻璃的制备方法。,知识框架,1.硅,存在形式物理性质化学性质制备,2.SiO2,存在结构物理性质化学性质,3.硅酸,物理性质化学性质用途硅酸及硅胶的制备,4.硅酸盐,概念表示形式常见的硅酸盐及硅酸盐材料玻璃的制备。,一.硅（Si）,1.存在及物理性质,C,2.化学性质,高温,点燃,高温,高温,3.硅的制备反应原理：（1）制粗硅：主要以SiO2为原料：SiO2+2C=Si+2CO；（粗硅）（2）粗硅提纯：Si
2、（粗硅）+2Cl2=SiCl4；SiCl4+H2=Si+4HCl（纯硅）,高温,【小试身手】,例1：下列关于硅说法正确的是（）A.硅是人类将太阳能转化为电能的常用材料B.由粗硅制的单晶硅不涉及氧化还原反应。C.Si2NaOHH2ONa2SiO32H2，Si是还原剂，NaOH和H2O是氧化剂。D.盐酸可以与硅反应，故可采用盐酸为抛光液抛光单晶硅例2：下列关于硅和碳的比较，正确的是（）A.碳能将二氧化硅中的硅还原成硅，说明碳的还原性比硅强。B.碳和硅的最高正价都是+4价。C.硅元素在地壳中含量居第2，碳居第1位D.自然界的硅和碳的存在形式既有游离态又有化合态,A,B,3.制造太阳能电池需要高纯度的
3、硅，工业上制高纯硅常用以下反应实现Si(s)3HCl()=SiHCl3()H2()SiHCl3H2=Si3HCl对上述两个反应的下列叙述中，错误的是()A.反应中HCl是还原剂 B.反应是置换反应 C由于反应放热，则反应一定吸热 D.两个反应都是氧化还原反应,B,二.硅的化合物,(一)SiO2,1.存在：,结晶形。例如：玻璃，水晶，玛瑙，石英，硅石，沙子。,无定形。,3.物理性质,熔点高硬度大难溶于水,2.结构,SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体。不存在SiO2分子，是以Si和O原子构成。通常用SiO2来表示二氧化硅的组成。SiO2不是分子式，而是化学式（晶体中原
4、子个数最简单的整数比）,4.化学性质,高温,高温,高温,高温,SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，加上SiO2在自然界的广泛存在，从古到今都被人类广泛地应用着。,光导纤维,石英坩埚,玻璃仪器,精美瓷器,5.用途,1、关于二氧化硅说法错误的是（）A、二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成。B、不能由二氧化硅跟水直接作用制取硅酸。C、二氧化硅能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物。D、二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别。,AC,【小试牛刀】,2、下列说法正确的是（）A、SiO2溶于水显酸性 B、二氧化硅也叫硅酸酐 C、SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸 D、因
5、高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸酸性比碳酸强,B,3、证明生石灰中既混有石英、又混有石灰石的正确方法是()A.加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出 B.加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解C.加热至高温、观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D.先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解,D,（二）硅酸（H2SiO3）,1.物理性质：,溶解度很小，难溶于水,2.化学性质,（1）弱酸性：酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色,Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3
6、（强酸制弱酸）H2SiO3+2NaOH=2 H2O+Na2SiO3,（2）不稳定性（比H2CO3稳定）：受热易分解,H2SiO3=H2O+SiO2,3.用途,硅胶可用作干燥剂，也可作催化剂的载体,4.硅酸的制备(强酸制弱酸)可用可溶性的硅酸钠和其他酸制备，所得溶液凝成硅酸溶胶。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2ONa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO35.硅胶的制备,H2SiO3 硅酸凝胶 硅酸干凝胶“硅胶”,干燥脱水,聚合,【即学即练】,例1.能证明碳酸比硅酸的酸性强的实验是（）A.CO2能溶于水生成碳酸，而SiO2
7、却不能溶于水B.高温时发生反应;SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2C.碳酸比硅酸受热易分解D.将CO2通入的Na2SiO3水溶液中，有白色沉淀生成例2.为确定HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某同学设计了如上图所示的装置，一次实验即可达到目的（不必选其他酸性物质）。请据此回答：(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为 _。(2)装置B所盛的试剂是_，其作用是_。(3)装置C所盛试剂是_，C中反应的离子方程。（4）由此得出结论是，酸性 由强到弱依次是：。【解题思路：强酸+弱酸盐-弱酸+强酸盐】,D,稀盐酸,饱和碳酸氢钠,吸收HCl气体,硅酸钠溶液,盐酸碳酸硅酸
8、,SiO32-+CO2（少量）+H2O=CO32-+H2SiO3,(四)硅酸盐,1.定义：硅酸盐由硅，氧，和金属元素组成的化合物的总称,2.表示形式：化学式法（表示组成简单的硅酸盐）如：硅酸钠：Na2SiO3 氧化物法（表示复杂的硅酸盐）用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成例：石棉CaMg3Si4O12：CaO3MgO4SiO2（氧化物的顺序按化学式中元素的排列顺序）长石KAlSi3O8：K2OAl2O36SiO2（分数化整）【注意：（1）氧化物顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水；氧化物之间用“”连接。（2）各原子总个数比符合原来的组成，分数化整数。】,3、最简单的硅酸盐硅酸钠
9、可溶于水，水溶液呈碱性，其水溶液叫水玻璃，又叫泡花碱，可用于制备硅胶，做木材防火剂等。,5、硅酸盐材料的制备：原料：水泥：石灰石和黏土 玻璃：纯碱，石灰石，石英 陶瓷：黏土,制备玻璃涉及的反应：,4.三大传统的硅酸盐材料产品：水泥、玻璃、陶瓷；水泥主要成分：3CaOSiO2,2CaOSiO2,3CaOAl2O3 玻璃的主要成分：Na2OCaO6SiO2陶瓷的主要成分：黏土Al2O3SiO22H2O,【即学即练】,1下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是()ANaOH溶液 BNa2SiO3溶液 C盐酸 D氢氟酸,2下列有关Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的共同点的描述中不正确的是()A水溶液均
10、显碱性 B滴入盐酸均有气泡产生C均能与CO2反应D均不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存,C,B,3露置于空气中一段时间后的水玻璃会浑浊。向此浑浊溶液中加入稀盐酸，会生成白色沉淀，同时伴随有气泡产生。用化学方程式解释产生上述现象的原因：（1）溶液变浑浊：；（2）生成白色沉淀：；（3）产生气泡：,4.三硅酸镁是一种胃病患者常用的制酸剂，该物质难溶于水，服用后能中和过多的胃酸，把三硅酸镁Mg2Si3O8nH2O改写成氧化物的形式_，写出它中和胃酸(胃酸的主要成分是HCl)的化学方程式_。,Na2SiO3+CO2（少量）+H2O=Na2CO3+H2SiO3,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO
11、3,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2,2MgO3SiO2nH2O,Mg2Si3O8nH2O+4HCl=2MgCl2+3H2SiO3+(n-1)H2O,【随堂演练】,1.下列离子方程式，正确的是（）A澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+2OH-+CO2=CaCO3+H2OB碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32-+SiO2=SiO32-+CO2C二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2+2OH-=SiO32-+H2OD硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2O2.现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量），由此可以
12、推知硬铝的组成为（）A、Al、Cu、Mg、Si、Mn BAl、Mg、Si、ZnCAl、Fe、C、Cu DAl、Si、Zn、Na,CD,A,3、下列说法中，错误的是()A硅酸是不挥发性酸，它与食盐反应生成氯化氢B氢氟酸能和玻璃发生化学反应，所以氢氟酸要存放在塑料瓶中C水玻璃有粘性，所以要存放在带橡胶塞的试剂瓶中D烧碱液能腐蚀玻璃并生成硅酸钠，所以烧碱液要存放在带橡胶塞的玻璃瓶中,A,4.由硅、铁、铝组成的试样19.4g均匀地分成等质量的两份：一份与足量的稀硫酸反应可产生气体aL；一份与足量的氢氧化钠溶液反应也能产生同种气体bL，合并两次所收集的气体共11.2L，试分析此试样的组成？（气体均在标准
13、状况下测得其体积，且a=b）,硅：2.8;铁：11.2;铝：5.4,4.根据右图所示的组织之间的转化关系，回答下列有关问题。（1）写出A、B、C、D各物质的名称：A，B，C，D。（2）写出DA的化学方程式_。（3）写出下列变化的离子方程式：BC _；DB _。,5.某学生兴趣小组想利用高岭土其主要成分是Al2O32SiO22H2O试验新型的净水剂。试验程序如下：,其中滤液E就是欲求的净水剂。试回答下列问题：写出混合物A、B，滤液C、D的主要成分A：；B：；C：；D：。写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式；该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有 A玻璃坩埚 B瓷坩埚 C氧化铝坩埚 D铁坩埚,A：NaAlO2和Na2SiO3；B：NaAlO2和Na2SiO3；C：AlCl3；D：H2SiO3。Al2O3Na2CO3,2 NaAlO2CO2；SiO2Na2CO3,2 Na2SiO3CO2,D,
