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1、第四章 非金属及其化合物,1 代表国际IT顶尖技术的CPU芯片一直被 因特尔等国外巨头所垄断，中国企业及消费者为之付出了巨额版权费。神州龙芯公司推出了“龙芯”，打破了中国无“芯”的历史，但是国产CPU（龙芯）性能不敢恭维，只不过相当于奔腾二系列的U。2 目前硅冶金技术全部掌握住国外手中，中国生产的硅纯度不够，不能做为生产CPU的材料。因此国外可以单方面提高高纯硅价格。,存在形式,无游离态,第一节 无机非金属材料的主角硅,硅的化合物构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量的90%以上。,第一节 无机非金属材料的主角硅,硅和碳的原子结构,碳是构成有 机物的主要元素,硅是构成岩石与许多矿物
2、的基本元素,Si,C,第一节 无机非金属材料的主角硅,(2)天然SiO2（硅石）,结晶形,无定形（硅藻土）,水晶：无色透明的石英晶体，含极少量的杂质,玛瑙：具有彩色环带状或层状的石英晶体，含杂质的晶体,1、二氧化硅的存在,一、二氧化硅（SiO2）,(石英),(1)岩石（与其他物质一起存在于岩石）,玛瑙,硅石,1、二氧化硅的存在,一、二氧化硅（SiO2）,石英,一、二氧化硅（SiO2）,2、二氧化硅的结构,二氧化硅晶体的空间网状结构模型,（1）每个硅原子与4个氧 原子成键，每个氧原子与2个硅原子成键.,(2)SiO4四面体结构,2、二氧化硅的结构,Si,O,O,O,O,一、二氧化硅（SiO2）,
3、(3)在结构中无单个SiO2分子，SiO2形式只表示晶体中硅原子与氧原子个数比为1:2，不代表分子。,一、二氧化硅（SiO2）,3、二氧化硅的物理性质,固体（s）,硬度大，熔点（m.p）高，难溶于水。,纯净的二氧化硅晶体无色透明。,一、二氧化硅（SiO2）,4、二氧化硅的化学性质,酸性氧化物,b.与碱反应：,SiO2 2NaOH=Na2SiO3 H2O,a.与碱性氧化物反应：,硅酸钠，俗名水玻璃，是一种矿物胶，具有粘接性。,硅酸钙,思考：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用磨口玻璃塞?（玻璃中有SiO2）,因为碱液会跟磨口玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起
4、；所以要用橡胶塞或软木塞。,SiO2 2OH=SiO32 H2O,一、二氧化硅（SiO2）,一、二氧化硅（SiO2）,4、二氧化硅的化学性质,特性：,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,思考：,1.SiO2是不是两性氧化物?,能与氢氟酸反应(),刻划玻璃,2.为什么HF溶液不能用玻璃瓶而要用塑料瓶存放?制取氢氟酸不能用玻璃器皿要用铅皿。,四氟化硅,一、二氧化硅（SiO2）,5、二氧化硅的用途,饰物,现代通信光导纤维,光学纤维胃镜,石英坩埚,1、下列说法正确的是（）A、SiO2溶于水显酸性；B、SiO2是酸性氧化物，不与任何酸反应;C、Si是地壳中含量最多的非金属元素；D、Si的化学性质不活泼
5、，但在自然界中主 要以化合态存在.,【课堂练习】,D,二、硅酸（H2SiO3）,硅酸是一种难溶于水的弱酸，酸性比碳酸还弱，不能使指示剂变色。,讨论：,能用SiO2与水反应制得吗？,由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。,如何制得硅酸？,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl,二、硅酸（H2SiO3）,实验4-1,在试管中加入3-5mLNa2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸溶液，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。观察现象。,1、硅酸的制备,二、硅酸（H2SiO3）,溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变浅并接近消失
6、时,有白色胶状物质生成.,生成的硅酸逐渐聚合形成硅酸溶胶，硅酸浓度较大硅酸凝胶，其经干燥得到多孔硅酸干凝胶硅胶。,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl,原理：强酸制弱酸,硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂、催化剂的载体。,二、硅酸（H2SiO3）,二、硅酸（H2SiO3）,2、化学性质,硅酸不稳定，受热易分解：,2NaOH+H2SiO3=Na2SiO3+2H2O,硅酸与碱溶液反应：,2、除去SiO2中的Fe杂质，最适宜的试剂是：3、除去中Fe的SiO2 杂质，最适宜的试剂是:,【课堂练习】,盐酸,氢氧化钠溶液,【课堂练习】,4、一定条件下，既能与CO2反应，又能与SiO2 反应的物质是（）A、C B、HF C、NaOH D、H2O,AC,5、除去SiO2中的H2SiO3：除去SiO2中的Fe2O3：除去NaCI中的SiO2：,加热分解,稀盐酸-过滤,溶解-过滤,THE END,
