学案10硅及其化合物和无机非金属材料姓名日期一、硅及其化合物1、硅在地壳中含量仅次于氧居第位。在自然界中以存在,是构成矿物和岩石的主要成分。(1)结构类似金刚石的晶体,构型,空间网状结构。(2)物理性质。(3)化学性质常温下,硅的化学性质不活泼,除外,硅不跟其他物质,如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。在加热条件下,硅能跟一些非金属反应。常温下:Si与F2Si与HF酸Si与NaOH溶液高温下:Si与O2Si与C(4)工业制法工业生产粗硅:提纯方法:(反应式)、(5)用途:。2、二氧化硅SiO2(1)结构:空间网状结构的晶体。1个Si原子同个O原子形成共价键,1个O原子同个Si原子形成共价键。1molSiO2晶体中约含个Si—O共价键构成一个最小的环需要个原子。(2)物理性质:也叫硅石,熔沸点,硬度。(3)化学性质:二氧化硅的化学性质不活泼,不与水反应,也不与酸(氢氟酸除外)反应,但能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。SiO2与NaOHSiO2与CaOSiO2与CaCO3SiO2与Na2CO3特性:SiO2与HF(4)二氧化硅用途:。☆光导纤维(光纤)(1)光导纤维的特点:传导光的能力非常强,抗干扰性能好,不发生电辐射等。(2)光导纤维的应用:通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。3、硅酸H2SiO3原硅酸H4SiO4(1)结构、物理性质:原硅酸是色胶状沉淀,失水变成硅酸。(2)特性:不溶于水的二元弱酸,分散在水中形成。热分解产物为和。(3)制法:思考1、如何由二氧化硅制得硅酸?2、设计一个实验比较硅酸和碳酸的酸性强弱?4、硅酸盐一般溶于水(1)硅酸钠可溶于水,水溶液俗称,是一种无色粘稠的液体。用途:①;②;③。(2)硅酸盐硅酸、原硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐,统称硅酸盐。硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,种类很多,结构复杂,常用氧化物的形式来表示组成。例如:硅酸钠Na2SiO3表示成镁橄榄石Mg2SiO4表示成高岭石Al2Si2O5(OH)4表示成正长石KAlSi3O8表示成(3)粘土:主要成分属于硅酸盐,可用于制造和小结二、无机非金属材料(1)传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑普通水泥:主要原料:,主要成分:,,普通玻璃:主要原料:,主要化学方程式:,主要成分:,,(2).新型无机非金属材料的特性:半导体材料,超硬耐高温材料,发光材料等。新型无机非金属材料的特性特性用途(1)耐高温、强度高制汽轮机叶片、轴承、永久性模具等(2)具有电学特性作绝缘体、半导体、导体、超导体等(3)具有光学特性用于医疗、信息处理、通讯等(4)具有生物功能用于制人造牙齿、人造骨骼等高温结构陶瓷(1)高温结构陶瓷的优点:能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。(2)高温结构陶瓷的种类:①氧化铝陶瓷:又称人造刚玉,具有熔点很高、硬度高的优点。可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。②氮化硅陶瓷:具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。(Si3N4)③碳化硼陶瓷:具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。随堂练习【练习1】硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:写出由纯SiHCl3,制备高纯硅的化学反应方程式________________________。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式;H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是_________________________________。(2)下列有关硅材料的说法正确的是____(填字母)。A.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承B.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料--光导纤维C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高D.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,...