2021学年第三节 无机非金属材料备课课件ppt

这是一份2021学年第三节 无机非金属材料备课课件ppt，共15页。PPT课件主要包含了硅元素的存在，化合态，硅的物理性质，硅的原子结构示意图为，化学性质，3硅单质的特性，4单质硅的制备，HCl，5硅主要的用途，结晶形等内容，欢迎下载使用。

硅酸盐(如：地壳中的大多数矿物)
氧化物(如：水晶、玛瑙)
带有金属光泽的灰黑色固体，晶体硅熔点高、硬度大、有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
含量：在地壳中，硅的含量的仅次于氧，为26.3%。硅是一种亲氧元素，在自然界仅以 的形式存在
最外层有4个电子，反应中
既不容易得到电子，也不容易失去电子
③与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
突破点：唯一一种既可以与酸反应，也可以与碱反应的非金属单质
突破口：唯一一种与碱反应放出H2的非金属单质
(1)稳定性常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF(氢氟酸)、强碱(如NaOH)溶液反应
①与氟气反应：Si＋2F2===SiF4
②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
①与O2反应：Si＋O2 SiO2
②与Cl2反应：Si＋2Cl2 SiCl4
③与C反应：Si＋C=====SiC
(2)还原性加热和高温时，能与O2、Cl2、C等反应
④非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液反应放出H2：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
①非金属单质一般不与非氧化性酸作用，但Si却能与氢氟酸作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
②非金属单质一般不导电，但Si为半导体，有一定的导电能力
③Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。
反应可理解为分两步进行，首先，硅与水反应生成H2SiO3和H2：然后，H2SiO3与NaOH反应：当标电子转移的方向和数目时，应表示为：
注意：硅与NaOH溶液的反应本质
同Al与NaOH溶液反应类似
还原剂是硅，氧化剂是水 ，NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂。
Si＋3H2O===H2SiO3＋2H2↑；
H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
1、下列关于碳和硅的比较，正确的是(　　)A．它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸B．碳和硅的最高正价都是＋4价C．硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位D．碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态
2、下列关于硅的说法中，错误的是(　　)A．硅是非金属元素，它的晶体单质是灰黑色有金属光泽的固体B．单质硅和金刚石结构相似，但比金刚石硬度小，熔点低C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
主要分为两个阶段①用碳还原二氧化硅制备粗硅SiO2＋2C==== Si(粗)＋2CO↑②将粗硅先与氯气反应，其产物用氢气还原制备纯硅Si(粗)＋2Cl2====SiCl4，SiCl4＋2H2====Si(纯)＋4HCl
【注意】 粗硅中含碳等杂质，与氯气反应生成的SiCl4中也含有CCl4等杂质， 经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度的硅。
粗硅制备时，要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO而不是CO2
(a)工业上常以SiO2为原料来制取单质硅
(b)工业制备高纯硅的原理
①SiO2＋2C=========Si＋2CO↑
1800～2000 ℃
③SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl
②Si＋3HCl=======SiHCl3＋H2
高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。利用其半导体性能可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片，以及太阳能光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池；单质硅常用作半导体材料和合金材料
2、物理性质：SiO2不溶于水，熔点高，硬度大
二、二氧化硅(SiO2)
SiO2广泛存在于自然界
现代光学仪器、光导纤维、石英坩埚 、制造各种玻璃制品
3、下列关于硅及二氧化硅的化学性质的化学方程式书写错误的是(　　)A．硅与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑B．硅与烧碱溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑C．硅与盐酸反应：Si＋4HCl===SiCl4＋2H2↑D．二氧化硅在高温下被C还原：SiO2＋2C===Si＋2CO↑
4、熔融氢氧化钠应选用(　　)A．石英坩埚 B．普通玻璃坩埚 C．生铁坩埚 D．陶瓷坩埚
5、下列溶液中①硅酸钠溶液　②氢氟酸　③氢氧化钠溶液 ④氯化钠溶液，可以盛放在玻璃试剂瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是(　　)A．①③ B．②④ C．②③ D．①④
1、物理性质：硅酸是白色胶状沉淀2、化学性质(1)弱酸性：不溶于水[唯一不溶于水的酸]的二元弱酸(酸性比碳酸的酸性弱)，硅酸不能使紫色石蕊溶液变红色(2)不稳定性：H2SiO3 SiO2＋H2O
三、硅酸(H2SiO3) 原硅酸(H4SiO4)
(3)与碱溶液反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O
硅酸凝胶经干燥脱水得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。
【注意】①SiO2不溶于水，如何由SiO2制取H2SiO3?SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O， Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl②设计一个实验比较硅酸和碳酸的酸性强弱？
结论：硅酸的酸性比碳酸弱
现象：有白色胶状沉淀物生成