第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無機非金屬材料的主角—硅1.了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。[考綱展示]一、碳族元素1、名稱；符號；位置2.元素性質(zhì)比較CSiGeSnPb相似性遞變性1、最外層都有4個電子，化合價主要有+4和+2，易形成共價化合物。2、氣態(tài)氫化物的通式：RH4,3、最高價氧化物通式:RO2,對應(yīng)的水化物通式為H2RO3或R(OH)4原子結(jié)構(gòu)單質(zhì)物性單質(zhì)化性核電荷數(shù)增大電子層增多原子半徑增大熔沸點降低’特殊:熔點Pb>Sn單質(zhì)密度增大非金屬性減弱、金屬性增強最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性減弱氫化物的穩(wěn)定性減弱3、特殊性⑴、碳族元素在化合物中多以

價穩(wěn)定，而

在化合物中則以

價穩(wěn)定。⑵、錫的+2價化合物應(yīng)具有較強的

，鉛的+4價化合物應(yīng)具有較強的

。+4鉛+2還原性氧化性碳族元素特點：1、形成化合物最多的一族,2、單質(zhì)晶體類型最多的一族分子晶體、原子晶體、金屬晶體，過渡晶體3、易形成共價化合物一族4、半導體比較集中的一族5、無機非金屬材料比較集中的一族1、存在形態(tài)、物理性質(zhì)及用途二、碳、硅單質(zhì)點燃C＋O2==CO2高溫Fe2O3＋3C==2Fe＋3CO↑2C＋O2==2CO點燃(1)C

與O2反應(yīng)

O2(足量)：O2(不足)：與氧化物反應(yīng)

Fe2O3：SiO2：

CO2：

SiO2＋2C==Si＋2CO↑

高溫CO2＋C==2CO

高溫2、碳、硅的化學性質(zhì)—還原性濃H2SO4：C＋2H2SO4(濃)

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

△濃HNO3：

C＋4HNO3(濃)

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

△

CC＋H2O(g)==CO+H2△（2）硅的化學性質(zhì)

常溫下，化學性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強堿外，硅不跟其他物質(zhì)（如氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等）起反應(yīng)。在加熱條件下，能跟一些非金屬反應(yīng)。

Si+2F2==SiF4Si+4HF=SiF4↑

+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑①常溫下能發(fā)生的反應(yīng)②高溫下能發(fā)生的反應(yīng)

Si+2Cl2SiCl4Si+O2SiO2

Si+CSiC

Si＋2H2SiH4（不穩(wěn)定）高溫高溫(1)2C+SiO2Si（粗）

+2CO↑(2)Si（粗）+2Cl2SiCl4(3)SiCl4+2H2Si+4HCl4、硅的工業(yè)制法5、硅的用途（1）制集成電路、晶體管、硅整流器等半導體材料；（2）含硅4%的鋼可制變壓器鐵芯；（3）含硅15%的鋼具有耐酸性，制耐酸設(shè)備；（4）制造“光電池”將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。1、物理性質(zhì)

SiO2也叫硅石、石英砂、玻璃、沙子的主要成分也為SiO2、

SiO2為堅硬的固體，純SiO2是無色透明晶體，稱之為水晶,熔點高，硬度大，不溶于水（為原子晶體）。三、二氧化硅2、組成與結(jié)構(gòu)

在SiO2的晶體中，每個硅原子與___個氧原子結(jié)合，每個氧原子與____個硅原子結(jié)合，即SiO2晶體是由Si和O按_______的比例所組成的_______________結(jié)構(gòu)的晶體。1molSiO2晶體中含有____molSi—O鍵。421：2立體空間網(wǎng)狀4Sio二氧化硅與二氧化碳的比較狀態(tài)二氧化硅二氧化碳固體氣體晶體類型原子晶體分子晶體熔沸點高低H2SiO3===SiO2+H2O△3、化學性質(zhì)（二氧化硅與CO2的化學性質(zhì)比較）CO2+H2OH2CO3不反應(yīng)(故不能直接與水反應(yīng)制硅酸)不反應(yīng)SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OCO2+2OH-=CO32-+2H2OCO2+OH-=HCO3-CO2+CaO

=CaCO3

CO2+H2O+Na2SiO3==Na2CO3

+H2SiO3↓SiO2+2OH-==SiO32-+H2OSiO2+CaO

==CaSiO3

高溫SiO2+Na2CO3

===Na2SiO3

+CO2↑高溫光導纖維、化學儀器、光學儀器、鐘表、電子部件滅火劑、致冷劑、人工降雨、制純堿、尿素等提示：不能。該反應(yīng)不是在溶液中的反應(yīng)但能說明熱穩(wěn)定性CaSiO3>CaCO3。(1)溶解性：溶解度很小(2)化學性質(zhì)—弱酸性，酸性比

還弱

只能與強堿發(fā)生中和反應(yīng)H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定），受熱易分解(3)制備：可用硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)制得：(4)用途：硅膠可用作

的載體和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑。H2CO3Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓催化劑四、硅酸、硅酸鹽、無機非金屬材料1．硅酸(1)硅酸鹽：是由

元素組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的重要成分。2、硅酸鹽硅、氧和金屬①Na2SiO3水溶液俗稱

，常用于制作黏合劑、防腐劑和耐火材料。②硅酸鈉溶液在空氣中易變質(zhì)，反應(yīng)的化學方程式為：

(2)硅酸鈉：水玻璃Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3

土壤保肥—土壤膠粒帶

電，能吸附NH+4、K＋等。

通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成：如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為

，石棉(CaMg3Si4O12)可表示為：

。長石(KAlSi3O8)可表為：

。Na2O·SiO2CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2負③硅酸鹽組成的表示(3)硅酸鹽的用途(2)特殊功能的含硅物質(zhì)：(1)硅酸鹽材料—傳統(tǒng)無機非金屬材料①

具有金剛石結(jié)構(gòu)，可用作磨料。②含硅元素4%的硅鋼具有

性。③硅橡膠具有

的性質(zhì)。碳化硅導磁既耐高溫又耐低溫3、無機非金屬材料[自我診斷]1．水晶、玻璃、陶瓷、水泥都屬于硅酸鹽。2．熔融燒堿或純堿時不能用瓷坩堝、石英坩堝和氧化鋁坩堝。3．氫氟酸不能用玻璃瓶保存。4．(2012年高考新課標全國卷)合成纖維和光導纖維都是新型無機非金屬材料。5．酸性氧化物都只能與堿反應(yīng)不能與酸發(fā)生反應(yīng)。6．1molSiO2中有4NA個Si—O鍵。1．下列說法正確的是()A．二氧化硅與酸堿都不反應(yīng)B．單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧螩．因為SiO2有導電性，SiO2可用于制備光導纖維D．CO2與SiO2化學式相似，則CO2與SiO2的物理性質(zhì)也相似B硅及其化合物的特性A2．將CO2通入下列溶液，一定無沉淀生成的是________。①CaCl2②Ba(OH)2③Na2CO3

④MgSO4⑤漂白粉⑥水玻璃答案：①④CO2與堿和鹽溶液的反應(yīng)數(shù)軸表示：(3)CO2與Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液反應(yīng)的現(xiàn)象：CO2不足時，生成白色沉淀；CO2過量時，生成的白色沉淀消失，溶液變澄清。CO2不足：Na2SiO3＋H2O＋CO2==

Na2CO3＋H2SiO3↓CO2過量：Na2SiO3＋2H2O＋2CO2==

2NaHCO3＋H2SiO3↓兩種情況均生成白色膠狀沉淀。(2)與Na2SiO3溶液反應(yīng)CO2不足：2NaAlO2＋3H2O＋CO2===

2Al(OH)3↓＋Na2CO3CO2過量：NaAlO2＋2H2O＋CO2===