1、.第四章 非金屬及其化合物第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角硅一、C、Si單質(zhì)性質(zhì)及其用處的比較。1物理性質(zhì)：名稱碳硅存在形態(tài)以游離態(tài)，和化合 態(tài)存在；主要單質(zhì)有：金剛石、石墨、C60 等同素異形體。在地殼中的含量僅次于氧排第 2 位。全部以化合 態(tài)存在；主要單質(zhì)有：晶體 硅和無定形硅兩大類單質(zhì)物理性質(zhì)金剛石熔點(diǎn)很高 ，硬度很大 ；石墨熔點(diǎn)很高 ，硬度較小 ，能導(dǎo)電。晶體硅灰黑 色，有金屬光澤；熔點(diǎn)很高 ，硬度很大；是良好的半導(dǎo)體 材料。用處金剛石用作切割工具；石墨用作電極、鉛筆芯。含硅4的硅鋼，主要用作變壓器鐵芯；含硅15的硅鋼，作為耐酸材料；制光電池 等2化學(xué)性質(zhì)：1碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)復(fù)原性與O2

2、反響：O2缺乏：2C+O2 2CO ； O2充足：C+O2 CO2 。與其他物質(zhì)反響：a.與CuO反響：2CuO+C 2Cu+CO2 ；可用于某些金屬的冶煉；b.與CO2反響：CO2+C2CO ；c.與水蒸氣反響：C+H2Og CO+H2 用于消費(fèi)水煤氣；2硅的化學(xué)性質(zhì)復(fù)原性與NaOH溶液反響：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 ；與鋁和NaOH溶液反響相似。與氫氟酸反響：Si+4HF=SiF4+2H2 ；這是Si的特性。與O2、Cl2反響：Si+O2SiO2 ； Si2Cl2SiCl4 。3獨(dú)到見解：二、CO2和SiO2的比較1物理性質(zhì)：差異很大原因是晶體類型不同。CO2是分子

3、晶體，SiO2是原子晶體。CO2熔沸點(diǎn)低 ，常溫下為氣 體，微 溶于水。SiO2熔沸點(diǎn)高 、常溫下為固 體、不 溶于水、硬度大。2化學(xué)性質(zhì)：兩者都是酸性氧化物，有大部分一樣也有部分差異。與水反響： CO2 + H2O H2CO3 ； SiO2不能 能/不能反響。與HF酸反響：CO2不反響 ； SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O這是SiO2特性，僅與HF反響，與其它酸不反響，另外反響產(chǎn)物也不是鹽和水，因此 不能能/不能由此證明SiO2是兩性氧化物。與堿反響： CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O 或 CO2 + NaOH = NaHCO3 。 SiO2 + 2NaOH

4、 = Na2SiO3 + H2O ；盛堿液的試劑瓶用橡皮 塞。與鹽反響：CO2常溫復(fù)分解反響：CaClO2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClO CO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3。SiO2在高溫才能反響如工業(yè)消費(fèi)玻璃： SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 ；SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2。與堿性氧化物反響：都能進(jìn)展反響。CO2 + CaO CaCO3 ；SiO2 + CaO CaSiO3 。與碳反響：CO2+C 2CO ； SiO2 +2CSi+2CO 工業(yè)用于制粗硅 3主要用處：二氧化碳：化工原料、滅火劑。干冰

5、用作制冷劑，人工降雨。二氧化硅：制光學(xué)儀器、石英玻璃。水晶可制作飾品，常用來制造通訊材料光導(dǎo)纖維 。4獨(dú)到見解：三、硅酸及硅酸鹽1硅酸物理性質(zhì)：白 色膠狀固體，難 溶于水，而一般的無機(jī)含氧酸都溶于水。化學(xué)性質(zhì)：弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱 ，可與NaOH反響： H2SiO3+2NaOH= Na2SiO3+2H2O 。 不穩(wěn)定性：受熱易分解，化學(xué)方程式為：H2SiO3 H2O+ SiO2 。制備：通過可溶性硅酸鹽與其他酸反響制得，如：向Na2SiO3溶液中參加鹽酸：Na2SiO3+2HCl= H2SiO3+2NaCl 。向Na2SiO3溶液中通入CO2：Na2SiO3+CO2+H2O = H

6、2SiO3+Na2CO3 。用處：硅膠可用作枯燥劑、催化劑的載體等。2硅酸鹽硅酸鹽：定義硅酸鹽是由硅 、氧 和金屬 元素組成的化合物的總稱。是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。硅酸鈉：硅酸鈉溶液 俗稱水玻璃，是無 色黏稠 液體，常用于制備黏合劑、防腐劑、耐火材料。硅酸鹽組成的表示：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Na2O·SiO2 。長石KAlSi3O8可表示為K2O·Al2O3·6SiO2 。注意：硅酸鹽寫法與氧化物寫法中各元素的化合價(jià)保持不變，原子個(gè)數(shù)比相等；表示順序一般為：活潑金屬 的氧化物·較活潑金屬 的

7、氧化物·二氧化硅 ·水 。3獨(dú)到見解：四、常見無極非金屬材料及其主要用處1傳統(tǒng)的無極非金屬材料：主要成分是硅酸鹽 。包括磚、瓦、陶瓷、水泥，玻璃等。比較如下：硅酸鹽產(chǎn)品水 泥玻 璃陶瓷原 料石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英 黏土反響原理發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化不要求反響方程式：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2不要求主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯主要成分3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3普通玻璃成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 硅酸鹽反響條

8、件高溫高溫高溫主要用處主要建材主要建材、生活生活2特殊功能的含硅物質(zhì)：1碳化硅具有金剛石構(gòu)造，俗名金剛砂，可用作磨料。2含硅元素4%的硅鋼具有導(dǎo)磁性。3硅橡膠具有既耐高溫又耐低溫的性質(zhì)。3新型陶瓷：如高溫構(gòu)造陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等，主要成分不再是硅酸鹽，屬于新型無機(jī)非金屬材料。4獨(dú)到見解：規(guī)律總結(jié)1. 硅及其化合物的特殊性質(zhì)1硅的非金屬性弱于碳，但碳在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，而硅卻只有化合 態(tài)。2硅的復(fù)原性強(qiáng)于碳，但碳能復(fù)原SiO2：SiO2+2C 2CO+Si 。3非金屬單質(zhì)跟堿溶液作用一般無H2產(chǎn)生，但Si能跟堿溶液作用放出H2：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3

9、+2H2 。4非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸反響，但硅能跟氫氟酸 反響。5非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但硅為半導(dǎo)體 。6非金屬氧化物的熔沸點(diǎn)一般較低，但SiO2的熔點(diǎn)卻很高 。7酸性氧化物一般不跟酸反響，但SiO2能跟氫氟 酸反響。8無機(jī)酸一般易溶于水，但H2SiO3難 溶于水。9H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3 ，因?yàn)閺?qiáng)酸制弱酸。但在高溫下：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 能發(fā)生是因?yàn)樯傻腃O2容易揮發(fā) 。10獨(dú)到見解：2CO2與堿的反響及CO、HCO 的檢驗(yàn)1反響原理：NaOHNa2CO3 NaHCO3 2反響后溶

10、質(zhì)成分的判斷方法： X1111<X<21X21X>21溶質(zhì)的成分NaHCO3Na2CO3、NaHCO3Na2CO3NaOH、Na2CO33獨(dú)到見解：3CO2與常見溶液的反響和現(xiàn)象及原理CaOH2 或BaOH2溶液：CO2缺乏時(shí)現(xiàn)象，生成白色沉淀 ；CO2過量時(shí)現(xiàn)象，生成的白色沉淀消失，溶液變澄清 。Na2SiO3溶液：CO2缺乏方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3 ；現(xiàn)象：白色膠狀沉淀 。CO2過量方程式：Na2SiO3+2H2O+2CO2=2NaHCO3+H2SiO3 。現(xiàn)象：白色膠狀沉淀 。飽和Na2CO3溶液：Na2CO3+CO2+H2O=

11、2NaHCO3 。現(xiàn)象：白色固體析出 。4獨(dú)到見解：4CO、HCO的檢驗(yàn)CO的檢驗(yàn)：向待檢驗(yàn)溶液中滴加一定量的Ca2或Ba2的可溶性鹽溶液 ，有白色沉淀 生成，再參加適量鹽酸 ，有白色沉淀溶解且生成無色無味的氣體 現(xiàn)象，那么待檢溶液中有CO。HCO的檢驗(yàn)：向待檢驗(yàn)溶液中滴加足量的Ca2或Ba2的可溶性鹽溶液，無明顯 現(xiàn)象，再向溶液中參加足量鹽酸 。假設(shè)溶液中有無色、無味的氣體 現(xiàn)象，那么待檢溶液中有HCO。3獨(dú)到見解：1某氧化物不溶于水，溶于熔化的NaOH中，生成易溶于水的化合物，向稀鹽酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀產(chǎn)生，那么原氧化物是CAAl2O3 BMgO CSiO2 DFe2O32以下說法正確的選項(xiàng)