硅及其化合物知识点复习教案资料

硅及其化合物知识点

复习

第二部分：【基本理论】替换PDF文件中的第二部分

一、碳、硅及化合物的关系网络

1、相互转化关系

2、硅的性质和制备：

物理性质：①硅在自然界中只有态，没有态。其含量在地壳中居第位，是构

成矿物和岩石的主要成分。②晶体硅为原子晶体。灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，

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是半导体，具有较高的硬度和熔点。

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化学性质：硅的化学性质不活泼。

①常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应：

Si + 2F2 ＝ SiF4 、Si + 4HF ＝ SiF4 + 2H2↑、Si + 2NaOH + H2O

＝。

②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：Si ＋ O2 SiO2

制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO2 ＋ 2C。

将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：

Si 十2C12 SiCl4、SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl

应用：①高纯硅可作材料；②晶体硅还可做光电转换材料及制作生物工程芯片。

3、二氧化硅的性质和应用：

①SiO2为晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。

②二氧化硅的化学性质很稳定，不能跟酸（氢氟酸除外）发生反应。

③二氧化硅是一种酸性氧化物，所以能跟碱性氧化物或强碱反应。

SiO2 + CaO CaSiO3 、SiO2 + 2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O（碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中）

④二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。

a．酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得。

首先，让SiO2和NaOH（或Na2CO3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：SiO2＋

2NaOH；然后，用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na2SiO3+2HCl

=== 。

b．酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应：SiO2+4HF＝

SiF4+2H2O

④光导纤维：从高纯度的SiO2或石英玻璃熔融体中，拉出的直径约100μm的细丝，称为石英玻璃纤维，这种纤维称为光导纤维。光纤通信是一种新技术，它将光信号在光导纤维中进行全反射传播，达到两地通信的目的。光纤通信优点：信息传输量大，原料来源广；质量轻，每千米27克；抗电磁干扰，保密性好。

4、硅酸和硅胶：

①硅酸：硅酸有多种形式，如H4SiO4、H2SiO3等。由于“H2SiO3”分子式最简单，习惯采用H2SiO3作为硅酸的代表。

②硅酸酸性比碳酸还弱：Na2SiO3+CO2+H2O＝H2SiO3↓+Na2CO3

③硅胶：刚制得的硅酸是单个小分子，能溶于水，在存放过程中，它会逐渐失水聚合，形成各种多硅酸，接着就形成不溶于水，但又暂不从水中沉淀出来的“硅溶胶”。如果向硅溶胶中加入电解质，则它会失水转为“硅凝胶”。把硅凝胶烘干可得到“硅胶”。烘干的硅胶是一种多孔性物质，具有良好的吸水性。而且吸水后还能烘干重复使用，所以在实验室中常把硅胶作为作为干燥剂。

5、硅酸盐：

①硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，其结构复杂，组成可用氧化物的形式表示。例如：硅酸钠Na2SiO3（Na2O·SiO2）；镁橄榄石Mg2SiO4（2MgO·SiO2）；高岭石

Al2(Si2O5)(OH)4（A12O3·2SiO2·2H2O）