二氧化硅和硅酸
(1)存在
水晶:无色透明
天
结晶形
然 (石英晶体)
SiO2
玛瑙:具有彩色环带或
层状
硅 石 无定形——硅藻土
(2)结构
[SiO4]四面体
二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2:1,用
SiO2来表示二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比, 不是分子式是化学式。
水晶
下列说法错误的是( CDE )
A . SiO2 是二氧化硅的化学式; B . SiO2 晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网 状结构的晶体 ; C .[SiO4 ] 四面体只存在于二氧化硅晶体中; D . 沙子里含无定形二氧化硅; E . 石英就是水晶; F . SiO2 从古到今被人类广泛地应用着,是因为
水分蒸发后燃烧 水不能防火
水分蒸干后不燃烧 硅酸钠能防火
(2)硅酸钠化学性质
硅酸钠的化学性质相对稳定,不能燃烧, 不易被腐蚀,热稳定性好。
①与酸反应
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
②与盐反应
CaCl2 + Na2SiO3 = CaSiO3 ↓+ 2NaCl
③用途 可以作肥皂填料,还可以用做建筑、纸张的
A.还原剂
B.氧化剂 C.二者都不是
(2)反应 ②属于( A、E ), 反应③ 属于( C、E )。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应
D.非氧化还原反应
E. 氧化还原反应
红(蓝)宝石: Al2O3晶体
钻石(金刚石): 碳
的是( D )
A.CO2→H2CO3
B.SiO2→Na2SiO3
C.Na2O→Na2CO3 D.SiO2→H2SiO3
二、硅酸盐
1、定义:
硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合 物的总称。
2、性质:
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, K2SiO3。
3、表示方法:
(1)化学式法: 适用于简单的硅酸盐如:Na2SiO3,K2SiO3、
CaSiO3等。
(2)氧化物法: 活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
氧化物前系数配置原则:除氧元素外,其他元素按 配置前后原子个数守恒原则配置系数。
硅硅高正酸酸岭长钠钙石石::::NCAKalaA22S(lSSi(OiSiO2i3OO3 53))(2OH)4
SiO2 的立体网状结构和它在自然界的广泛存在。
(3)用途
现代通信用光缆
光 学 纤 维 胃 镜
无用 开光 刀导 手纤 术维
做
光 导 纤 维 手 术 头 灯
(4)性质
物理性质
SiO2是一种坚硬、熔沸点很高的固体, 不溶于水,纯净的二氧化硅无色透明。
化学性质(很不活泼)
A.酸性氧化物
与强碱反应生成盐和水
传统硅酸盐工业三大产品有: 玻 璃、 水 泥、 陶 瓷。
人
新型陶瓷
造
关
节
高温结构陶瓷
氧化铝陶瓷
高 压 钠 灯
陶瓷机械零件
三、硅单质(Si)
{ 晶体硅
1、存在 无定形硅
2、结构
晶体硅
3、性质: (1)物理性质:
有金属光泽的灰 黑色固体,熔点高, 硬度大、有脆性。
(2)化学性质
① 常温下稳定,仅与少数物质反应:
(二)硅酸( H2SiO3 )
(1)性质
H2SiO3是SiO2的对应水化物( SiO2 是H2SiO3 的酸酐),是一种不溶性酸,是一种白色固体, 其酸性比H2CO3还弱。
Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3↓ SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3↓
黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火剂。
想一想
硅酸钠水溶液久置在空气 中会出现什么现象?为什么?
硅酸钠水溶液久置在空气中会出现 白色浑浊。因为发生下列反应: Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓
你能指出常见的硅酸盐产品有哪些吗 ?
5、硅酸盐工业产品
以含硅物质为原料经加热制成硅酸盐材料 的制造工业叫硅酸盐工业。
B.特性
与氢氟酸( HF )反应
SiO2 + 4HF
SiF4↑+ 2H2O
此反应常用于雕刻玻璃
想一想
实验室为什么 不用玻璃瓶盛装氢 氟酸?
HF能腐蚀玻璃,因此, 盛装氢氟酸不能用玻璃试 剂瓶而要用塑料瓶。
某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与 氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物。是否 正确?
不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸 反应,不跟其它酸反应,而且反应不 生成盐,而是属于酸性氧化物。
滴入酚酞后溶液变为红色,再滴入稀盐酸,溶 液红色变浅至无色,同时有白色胶状沉淀产生
a、Na2SiO3溶液呈碱性; b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的 硅酸; c、先形成硅酸溶胶,后形成硅酸凝胶; d、静置则形成硅酸沉淀。
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓
Si + 2F2 = SiF4 Si + 4HF = SiF4↑ + 2H2 ↑ Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 ↑
②加热或高温条件下:
Si + O2 SiO2 Si + ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 高温 SiC
4、用途:
微硅 电芯 子片 产是 品各 的种 核计 心算
机
、 太阳能电池
集成电路 变压器
SiO2 + 2NaOH 与碱性氧化物反应生成盐
高温
SiO2+ CaO
Na2SiO3 +H2O CaSiO3
想一想
实验室盛装NaOH溶液 的试剂瓶为什么用橡胶塞而 不用玻璃塞?
NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成 Na2SiO3,使瓶塞部分粘结而无法打开。因此 盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要 用橡胶塞。
Na2O·SiO2 CaO·SiO2 Al2O3·2SiO2·2H2O K2O·Al2O3·6SiO2
4、硅酸钠(Na2SiO3) (1)硅酸钠的物理性质
硅酸钠是白色固体,易溶于水,其水溶液俗称
水玻璃,又称泡花碱,是一种无色粘稠的液体,是
一种矿物胶,黏性很强,可以作黏胶剂和木材防火
剂。
阅读课本P65并 探究实验4-2
A.NaOH溶液 B.水
C.氢氟酸
D.稀盐酸
3.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是
( B)
A.CO2溶于水形成碳酸,SiO2难溶于水 B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出 C.高温下SiO2与碳酸盐 反应生成CO2 D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体,通
入可溶性硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀
4.下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成
(3)用途
生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶, 经干燥脱水就形成硅酸干胶,称为“硅 胶”。常常用做干燥剂。
1.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质,最适宜 的试剂是( B )
A.纯碱溶液
B.盐酸
C.硫酸
D.苛性钠溶液
2.能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末 鉴别开来的试剂是( C )
弱酸性,只能与强碱发生中和反应
H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O 不稳定(比H2CO3稳定)∆ ,受热易分解
H2SiO3 = H2O + SiO2
SiO2不能与水直接化 合成H2SiO3,怎样设计实 验制取H2SiO3呢?
(2)制备 制取原理:强酸制弱酸
阅读课本P65并 探究实验4-1
5、硅的工业制备
工业上,用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑ ① ,又能跟氯气反应经 提纯得到 SiCl4后再用氢气还原制得纯硅:Si(粗)+ 2Cl2=SiCl4 ② ,SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl③。根 据以上反应回答下列问题:
(1)反应①中焦炭做( A );
自然界硅元素主要存在于:岩石、沙子和土壤 自然界硅存在的形态:硅无游离态单质状态 只有化合态:常常有硅的氧化物和硅酸盐
地球生物生存的根基-硅酸盐、空气、水、阳光
从原子角度认识硅原子
C
Si 既不易失去电子,也不易得到电子,所以, 硅的化学性质不活泼,主要形成四价化合物。
一、二氧化硅和硅酸
(一)二氧化硅( SiO2 )