高中化学专题之《硅、二氧化硅、硅酸及硅酸盐》同步学习指导.docx

一、硅在常温下，硅除氟气（F2）、氢氟酸（HF）和强碱外，不易跟其他物质反应。Si + 2F2 = SiF4 Si + 4HF = SiF4 + 2H2 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 加热时能跟某些活泼的非金属单质发生反应。Si + O2 = SiO2 Si+2Cl2=SiCl4二、二氧化碳与二氧化硅性质比较CO2SiO2存 在空气硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等物理性质熔、沸点低，溶于水熔点高，硬度大，不溶于水化学性质与水反应CO2+H2O=H2CO3不反应与NaOH反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O与CaO反应CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO CaSiO3与酸反应不反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O（二氧化硅的特性）弱氧化性C+ CO2 =2COSiO2+2CSi+2CO与某些盐Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3SiO2+Na2CO3  Na2SiO3+CO2SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2（工业制玻璃）用 途水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品SiO2是制光导纤维的重要原料较纯的石英用于制造石英玻璃石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料三、硅酸1、硅酸和碳酸的性质比较物质硅酸碳酸化学式H2SiO3H2CO3酸酐SiO2CO2制法可溶性硅酸盐与其他酸反应制得：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3Na2SiO3 + 2H2O + CO2 = H2SiO3+Na2CO3CO2+H2O=H2CO3颜色与状态白色、固体无纯态，只存在于水溶液中水溶性不溶于水只存在于水溶液中稳定性硅酸加热后会发生分解生成SiO2和H2O酸性比较H2CO3 H2SiO3向硅酸钠饱和溶液中通入二氧化碳，同样可得到硅酸凝胶，说明硅酸是一种酸性比碳酸还弱的弱酸。硅胶硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也用作催化剂的载体。四、硅酸盐1、硅酸钠：Na2SiO3，俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃，具有碱性。贮存：盛Na2SiO3 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞（碱溶液及水解成碱性的溶液都不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存）变质：SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3用途：是工业使用的一种黏合剂，耐火、耐腐蚀2、常见的硅酸盐产品传统的无机非金属材料（1）玻璃玻璃生产的原料：石英、纯碱、石灰石设备：玻璃熔炉（高温熔融）主要反应：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2.成份：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2在一起的混合物玻璃在常温下呈固态，没有固定的熔点，受热在一定温度范围内逐渐软化种类：钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃。铅玻璃(用于制光学仪器)；有色玻璃蓝色钴玻璃(Co2 O 3)、红色玻璃(Cu2O)；钢化玻璃(用于汽车车窗)几种玻璃的特性和用途种 类特 性用 途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等光学玻璃透光性能好，有折光和色散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢等钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材；微波通讯器材；汽车、火车窗玻璃等（2）水泥生产原料：有黏士（主要成分为硅酸盐），石灰石。设备：水泥回转窑（高温煅烧）。石膏：调节水泥的硬化速率。产品主要成分：2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3水泥的标号：325、425、525、625，水泥的标号越大其抗压强度越大。（3）陶瓷新型陶瓷高温结构陶瓷，如氮化硅(Si3N4)陶瓷，碳化硅(SiC)陶瓷等。生物陶瓷：如氧化铝陶瓷(A12 O 3)，氧化锆陶瓷(Zr O 2) 等；压电陶瓷：以钛酸钡(BaTi O 3)和钛酸铅(PbTi O 3)为主要成分。3、特殊功能的含硅物质物质性质用途碳化硅俗称金刚砂、具有金刚石的结构，硬度很大砂纸、砂轮的磨料含4%的硅钢有很高的磁性变压器芯片硅橡胶目前最好的耐高温又耐低温的材料制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料人工制造的分子筛具有均匀微孔结构，表面积大、具有吸附性用于分离、提纯气体或液体混合物；还可以作干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工等方面。