硅及其化合物

1、硅及其化合物1、硅硅(Si)物理性质灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。化学性质与氟气反应Si+2F 2= SiF4与氢氟酸反应Si + 4HF = SiF 4 f + 2H f与强碱溶液反应Si + 2NaOH + H 2O = Na 2SiO 3 + 2H 2 f与氧气反应Si + O 2SiO2粗硅工业制取SiO2 + 2C 高温 Si + 2CO f存在硅兀素在地壳中的含量排第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。硅在地壳中全部以化合态形式存在，没有游离态的硅。用途太阳能电池、计算机芯片以及良好的半导体材料等。2、二氧化硅二氧化硅（SiO2）空间结构S

2、iO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。一个硅连接四个氧原子，一个氧连接两个硅原子，硅、氧原子个数比为2:1.物理性质坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。纯净的晶体俗称水晶化学 性 质与碱性氧化物反应SiO 2+ CO 2 咼温 CaSiO 3与强碱溶液反应SiO2 + 2NaOH - Na 2SQ3 + H2O（碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中）与碳酸盐反应SiO 2 + Na 2CO 3 咼温 Na2SiO3 + CO 2 fSQ2 + CaCO 3 咼温 CaSiO 3 + CO 2 f与氢氟酸反应SiO 2 + 4HF = SiF 4 f + 2HO （利用此反应，氢氟酸能雕刻

3、玻璃；氢氟酸不能用玻璃试 剂瓶存放，应用塑料瓶）存在石英、水晶、玛瑙、硅石、沙子用途光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。3、硅酸硅酸(H2SiO 3)物理性质不溶于水的白色胶状物，能形成硅胶，吸附水分能力强。化学性质与强碱溶液反应H2SQ3 + 2NaOH = Na 2SQ3 +2H 2O加热H2SQ3 上一 H2O + SiO 2实验室制取原理H2SQ3是一种弱酸，酸性比碳酸还要弱，但SiO2不溶于水，故不能直接由SiO2溶于水制得，而用可溶性硅酸盐与酸反应制取：（强酸制弱酸原理）Na 2SiO 3+CO 2+H 2O=H 2SiO3 +NaCO3 (此方程式证

4、明酸性：H2SQ3 v H2CO3)Na 2SiO 3 + 2HCl = H 2SQ 3 J+ 2NaCl用途硅胶作干燥剂、催化剂的载体。4、硅酸盐硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是 Na2SiO3, Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱,是一种无色粘稠的液体，可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质：与空气 传统硅酸盐工业三大产品有：玻璃、陶瓷、水泥。卄曲仝+R 亠十乙口 卡局旨九当中詈八/呀砧朮一士 =gw中的目 /1/CO 2反应。、Z / 471、 一1 /、一A/硅酸盐由于组成比较复杂

5、，常用氧化物的形式表示：活泼金属氧化物t较活泼金属氧化物 t二氧化硅t水。女口：滑石 Mg3（Si40io）（OH） 2可表示为 3MgO 4SQ2H2O5、三大传统无机非金属材料水泥玻璃陶瓷原料黏土石灰石、黏土纯碱、石灰石、石央（过量）设备水泥回转窑玻璃窑原理复杂的物理化学变化SiO 2 + Na 2CO 3 高温Na2SiO3 + CO 2 fSiO 2 + CaCO 3 高温CaSiO 3 + CO 2 f成分硅酸二钙2CaO SiO2硅酸三钙3CaO SiO 2Na2SiO3CaSiO 3SiO 2铝酸二钙 3CaO AI2O3特点水硬性无固定熔点、沸点6、硅及其化合物的反常 Si的还

6、原性大于 C,但C却能在高温下还原出 Si: SiO2 + 2CSi + 2C0T 非金属单质跟碱液作用一般无出放出，但Si却放出H2： Si+2NaOH+H 2O = Na2SiO 3+2H 2 f 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si+4HF = SiF4+2H2? 非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。 SiO2是H2SQ3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SQ3。 酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO 2能跟HF作用：SiO 2+4HF = SiF4+2H 2O 无机酸一般易溶于水，但H2SQ 3难溶于水。 因H2CO3的酸性大于 H2SQ3，所以

7、在Na2SiO3溶液中通人 CO 2能发生下列反应：Na2SiO3+CO2+H2O =H2SQ3 J +NaCO3,但在高温下 SiO2+Na2CO3= Na2SiO3+CO 2 f也能发生。 Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液（即水玻璃）称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液r【典型例题】1、 只用一种试剂可以鉴别下列溶液：Na2CO3、Na2SiO 3、Na2SO4，这种试剂是（）A. BaCl 2B. NaOHC.酚酞溶液D.盐酸2、下列除杂质（括号中物质为杂质）所用试剂或方法不正确的是 （）A. CO 2（CO） : O2B. MgO（Al 2O3）: NaOH 溶液C. NaHCO 3 溶液（Na2CO3）:过量的 CO 2 D. CO 2（HCl）:饱和 NaHCO 3 溶液3、 二氧化碳通入下列溶液中，不可能产生沉淀的是（）A.氯化钙溶液B.石灰水C.饱和碳酸钠溶液D.硅酸钠溶液4、已知硅能与强碱溶液反应放出氢气，同时生成