元素及其化合物硅
12页1、1 复习 5无机非金属材料的主角硅【高考新动向】考点梳理1.了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.了解常见无机非金属材料的性质和用途【考纲全景透析】一、 C、Si 单质性质及其用途的比较。1.物理性质碳硅存在形态既有游离态, 又有化合态; 主要单质有:金刚石、石墨、C60等同素异形体在地壳中的含量仅次于氧,全部以化合态存在;主要单质有:晶体硅和无定性硅两大类单质的物理性质金刚石熔点很高,硬度很大;石墨熔点很高(比金刚石高) 硬度较小, 能导电,有滑腻感。晶体硅,灰黑色,有金属光泽;与金刚石相似,熔点很高,硬度很大;是良好的半导体材料。用途金刚石用作切割工具;石墨用作电极、铅笔芯。含硅 4的硅钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯;含硅15的硅钢具有很好的耐酸性能,作为耐酸材料;制光电池等2.化学性质(1)碳单质的化学性质 还原性与 O2反应: O2不足: 2C+ O22CO;O2充足: C+O2CO2与其他物质反应:a.与 CuO 反应:2CuO+C 2Cu+CO2 ( 可用于某些金属的冶炼);b.与 CO2反应: CO2+
2、C 2CO;c.与水蒸气反应:C+H2O(g)CO+H2 (用于生产水煤气);d.与浓硫酸反应:C+2H2SO4(浓)CO2 +2SO2 +2H2O。(2)硅的化学性质 还原性点燃点燃高温高温2 与氢氟酸反应:Si+4HF=SiF4 +2H2 ;与 NaOH 溶液反应: Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2;与 O2反应: Si+O2SiO2二、 CO2和 SiO2的比较物质二氧化硅二氧化碳晶体类型原子晶体分子晶体物理性质硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水熔沸点低,常温下为气体,微溶于水化学性质与水反应不反应CO2+H2OH2CO3与酸反应SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O 不反应与碱反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 盛碱液的试剂瓶用橡皮塞CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O 或CO2 + NaOH = 2NaHCO3与盐反应SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2Ca(ClO)2 + CO2+ H2O = CaCO3 + 2HClO CO2 +
3、Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3 与 碱 性 氧 化物反应SiO2 + CaO CaSiO3CO2 + Na2O Na2CO3与碳反应 CO2+C2CO;22C+SiOSi+2CO高温主要用途化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂,人工降雨。制光学仪器、 石英玻璃。 水晶可制作饰品,常用来制造通讯材料光导纤维。3、硅酸及硅酸盐(1)硅酸物理性质:与一般的无机含氧酸不同,硅酸难溶于水。化学性质:a.弱酸性:是二元弱酸,酸性比碳酸弱,与NaOH 溶液反应的化学方程式为:H2SiO3+2NaOH= Na2SiO3+2H2O。b.不稳定性:受热易分解,化学方程式为:H2SiO3 H2O+ SiO2。高温高温高温高温3 制备:通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得,如Na2SiO3溶液与盐酸反应:Na2SiO3+2HCl= H2SiO3 +2NaCl用途:硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。2、硅酸盐硅酸盐:硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的主要成分。硅酸钠:硅酸钠溶液俗称水玻璃,是无色黏稠液体,常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧
4、化物的组合形式表示硅酸盐的组成:如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O SiO2。长石( KAlSi3O8)可表示为K2O Al2O3 6SiO2。 (注意:硅酸盐写法与氧化物写法中各元素的化合价保持不变,原子个数比相等;表示顺序一般为:活泼金属的氧化物 较活泼 金属的氧化物 二氧化硅 水。三、常见无极非金属材料及其主要用途1.传统的无极非金属材料硅酸盐材料是传统的无机非金属材料:玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品,比较如下硅酸盐产品水泥玻璃陶瓷原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土反应原理发 生 复 杂 的 物理化学变化(不作要求)SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑主要成分3CaO SiO2 2CaO SiO2 3CaO Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反应条件高温高温高温(2)主要用途陶瓷、玻璃、水泥是主要建材,也广泛应用于生活中。2.特殊功能的含硅物质(1)碳化硅具有金刚石结构,可用作磨料。(2)含硅元素 4%的硅钢具有导磁性。
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