二氧化硅和硅酸盐
硅酸盐水泥中二氧化硅含量测定
硅酸盐水泥中SiO2，Fe2O3，Al2O3含量的测定实验报告一实验目的：1、掌握重量法测定水泥中SiO2含量的原理及方法。
2、掌握加热蒸发，水浴加热，沉淀过滤，洗涤，碳化，灰化，灼烧等操作技术和要求，掌握控制酸度、温度的方法。
3、学习配位滴定法测定水泥中Fe2O3，Al2O3等含量的测定原理及方法。
4、学习Fe3+ 、Al3+ 、Cu 2的测量条件、指示剂和掩蔽剂的选择和使用，终点颜色的变化。
5、掌握络合滴定方法（直接滴定、间接滴定、返滴定）及计算方法。
6、掌握CuSO4和EDTA标准溶液的配制与标定及EDTA滴定的原理。
二、仪器药品及试剂配制仪器仪器：马弗炉、瓷坩埚、干燥器和长短坩埚钳、电子天平、台秤、电炉、水浴锅、250ml容量瓶、移液管（50ml、25ml）、吸耳球、碱式滴定管、250ml锥形瓶、量筒（50ml、10ml）、称量瓶、烧杯、表面皿、蒸发皿、漏斗、漏斗架、平头玻璃棒、胶头滴管、中速定量滤纸、精密PH试纸、洗瓶。
试剂:水泥试样、NH4Cl、浓硝酸、CaCO3固体、EDTA溶液、铜标准溶液、醋酸-醋酸钠缓冲溶液（PH=4.3）、氨水-氯化铵缓冲液（PH=10）、NH4CNS（10%）、HCl溶液（1：1）： 1体积浓盐酸溶于1体积的水中；HCl溶液（3：97）： 3体积浓盐酸溶于97体积的水中；氨水（1：1）：1体积浓氨水溶于1体积的水中；0.05%溴甲酚绿指示剂：将0.05g溴甲酚绿溶于100mL20%乙醇溶液中10%磺基水杨酸指示剂：将10g磺基水杨酸溶于100mL水中；0.2%PAN指示剂：称取0.2gPAN溶于100mL乙醇中；0.1%铬黑T: 称取0.1g 铬黑T溶于75mL三乙醇胺和25mL乙醇中标准溶液的配制：a、0.015mol/L CaCO3溶液的配制：准确称取CaCO3基准物0.3864g，置于100mL烧杯中，用少量水先润湿，盖上表面皿，慢慢逐滴滴加1∶1的HCl ，待其溶解后，用少量水洗表面皿及烧杯内壁，洗涤液一同转入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，定容。
二氧化硅 合成机理
二氧化硅的合成机理取决于所用的合成方法。
以下是几种常见的二氧化硅合成方法及其机理：
1.溶胶-凝胶法：该方法是通过在溶剂中加入少量的硅酸或硅酸盐前驱体，形成溶胶，并在干燥和热处理过程中形成二氧化硅凝胶和薄膜。
在溶胶-凝胶法中，二氧化硅的形成是通过溶胶中的前驱体水解和缩合反应形成的。
2.热解法：该方法是在高温下将含硅化合物（如四氯化硅或硅酮）热解，产生二氧化硅。
在热解法中，二氧化硅的形成是通过热解过程中的化学反应形成的。
3.氧化法：该方法是通过将硅或硅酸盐在氧气氛围中加热，使其被氧化形成二氧化硅。
在氧化法中，二氧化硅的形成是通过氧化过程中的化学反应形成的。
无论采用哪种方法，二氧化硅的形成都是通过化学反应来实现的。
在这些反应中，硅原子通常会与其他原子或分子发生反应，形成硅-氧键，最终形成二氧化硅晶体。
4-1-1二氧化硅和硅酸
●内容概述
本章是高中化学集中介绍非金属知识的首章，它是对初 中化学中的碳、氢、氧知识的总结，同时又以卤素为代 表介绍非金属的典型结构、性质、用途与制法，具有承 上启下的作用。 本章共分四节，分别讨论几种重要的非金属——硅、氯、 硫、氮及其化合物的重要性质，是无机化学的重要内容， 也是与生产、生活及新科技密切联系的内容，是考试中 考查其他理论知识的平台。每一部分都与现实生活联系 密切。
每个Si原子通过O原子与周围的4个Si原子连接着，
形成1个大的正四面体(虚线示型)：
●细品教材
1．存在
二氧化硅广泛存在于自然界中，天然二氧化硅称为硅石， 约占地壳质量的12%，其存在形态有结晶形和无定形两 种，石英晶体和水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。 空气中存在体积分数约为0.03%的二氧化碳，近年来空 气中二氧化碳的含量呈上升趋势，主要原因是人类在生 产活动中大量地消耗燃料和破坏森林植被，从而导致了 自然界的“温室效应”。
氢氟酸
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 而二氧化硅不能与过氧化
故氢氟酸不能盛放在玻 璃试剂瓶中
钠的反应
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
二氧化硅
二氧化碳 用途：
用做灭火剂(但不能扑灭钠等金属燃烧引 起的火灾)；制纯碱、尿素；制汽水等 碳酸型饮料；干冰作制冷剂和人工降雨 剂；二氧化碳可用做温室中植物的“气 肥”(光合作用)
氯是典型的非金属元素，其特征性质是强氧化性，它能够氧化
除金、铂以外的绝大多数金属，能与水、碱等化合物发生反应， 可以将比它活泼性稍差的非金属从其盐或无氧酸中臵换出来。
硫和氮的氧化物、硫酸和硝酸、氨是生产和生活中重要
二氧化硅能与酸反应吗
二氧化硅是酸性氧化物，不跟一般酸反应。
气态氟化氢跟二氧化硅反应生成气态四氟
化硅。
跟热的浓强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。
跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。
硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅，短程有序或长程无序排列形
成非晶态二氧化硅。
二氧化硅晶体中，硅原子位于正四面体的中心，四个氧原子位于正四面体的四个顶角上，许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有，即每个氧原子与两个硅原子相结合。
二氧化硅的最简式是SiO2，但SiO2不代表一个简单分子(仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比)。
纯净的天然二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆性、难溶
的无色透明的固体，常用于制造光学仪器等。
化学性质比较稳定。
不跟水反应。
是酸性氧化物，不跟一般酸反应。
氢氟酸跟
二氧化硅反应生成气态四氟化硅。
跟热的浓强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。
跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。
二氧化硅的性质不活泼，它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用（热浓磷酸除外）。
常见的浓磷酸（或者说焦磷酸）在高温下即可腐蚀二氧化硅，生成杂多酸，高
温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅，鉴于此性质，硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂，除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶于水的氟硅酸。
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
二氧化硅和硅酸
非金属及其化合物
非金属
构成地壳的骨架
空气的主 要元素
人 体 生 理 必 需 的 食 用 盐
氧、硅
氮、氧
SO2、NO2、CO NaCl
影响大气质量 的气态氧化物
第一节 无机非金属材料的主角——硅
硅的广泛存在
硅的化合物构成了地壳中大部分 的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量 的90%以上。
第一节 无机非金属材料的主角——硅 硅和碳的原子结构 Si C
硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 熔沸点很高、硬度很大（结构类似金刚石）、 是半导体。
导电性介于导体和绝缘体之间。
2、化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼 （1）常温下 只和F2 、HF、强碱反应
Si + 2F2 === SiF4 Si + 4 HF === SiF4 + 2H2 Si + 2NaOH + H2O ===Na2SiO3 + 2H2
Na2O· 2 SiO 3MgO· CaO· 4SiO2
三、硅酸盐
2. 硅酸盐组成表示
练习：如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐 硅酸钠： Na2SiO3 石棉：CaMg3Si4O12 长石：KAlSi3O8
Na2O· 2 SiO 3MgO· CaO· 4SiO2 K2O· 2O3· Al 6SiO2
因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应， 生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞 粘连在一起。
SiO2 ＋ 2OH－= SiO32－ ＋H2O
一、二氧化硅（SiO2）
4、二氧化硅的化学性质
②高温下与碳单质反应：
高温
氧化产物是 CO而不是 CO2
SiO2+2C==Si+2CO↑ （弱氧化性） 工业上用此反应制备粗硅
硅酸盐中二氧化硅的测定
硅酸盐中二氧化硅的测定[ 标签：硅酸盐, 二氧化硅 ] 匿名 2011-11-26 17:55（一）仪器与试剂721A型分光光度计SiO2标准液：0.1000克光谱纯SiO2加NaOH 3克于喷灯上熔至暗红。
沸水浸取后移入500毫升量瓶，加水至刻度，摇匀。
移入塑料瓶中储存。
1毫升=200微克SiO2显色剂：5%钼酸铵与2NHCI混合（1+1）。
还原剂：0.5克抗坏血酸溶于少量水，加硫酸（1+1）100毫升，临时配用。
（二）条件试验1、试验方法取SiO2于200毫升量瓶中，加水至90毫升。
加入酚酞1滴，用2NHCI中和至无色并过量5滴。
然后加显色剂10毫升及丙酮2.5毫升，摇匀。
置35℃热水中20分钟，加还原剂20毫升并加水至刻度，摇匀。
80分钟后，再用水定容，摇匀。
然后以水作参比，用0.5cm液池在650nm波长处测吸光度。
2、中和试验与指示剂选择取SiO21000及2000微克，按试验方法分别加酚酞、对硝基酚和定量加酸，然后显色测吸光度。
结果表明，酚酞吸光度恒定，无偏低现象。
3、稳定剂的选择用乙醇作稳定剂已有应用。
但乙醇用量较大（至少10毫升），故改用丙酮。
为此，取SiO22000微克按试验方法分别作乙醇及丙酮以及稳定时间的条件试验。
结果见表1。
表1 稳定剂的选择由表1可知，丙酮2—3毫升或乙醇10—20毫升吸光度最大。
而丙酮大于3毫升后吸光度明显下降，故用2.5毫升为宜。
4、稳定剂对光吸收的影响取SiO22000微克，分别加丙酮2.5毫升（Ⅰ）、丙酮及乙醇各2.5毫升（Ⅱ）、乙醇10毫升（Ⅲ）及不加稳定剂（Ⅳ），按试验方法显色并作吸收曲线。
结果表明，四种情况的峰位不变，但吸光度从Ⅰ—Ⅳ逐步降低。
可见丙酮比乙醇的增敏作用略强。
5、EDTA的影响用含EDTA的溶液浸取溶块可使吸光度恒定。
0.1M EDTA在0.2毫升内，吸光度基本不变，大于1毫升后则急剧下降。
故以少加或不加为宜。
6、差示（工作）曲线图1所示为六个不同浓度的参比所作的差示曲线。
二氧化硅-硅酸-硅酸盐-硅
镁橄榄石：Mg2SiO4
5、硅酸盐工业产品
传统无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥
玻璃 原 料
水泥
黏土、 石灰石、 适量石膏
陶瓷
纯碱、石灰 石、石英
高温
黏土
高温烧结时 发生复杂物 理、化学变 化。
CaCO3+SiO2 反应 CaSiO +CO ↑ 3 2 高温 原理 Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑
CO2：分子式
SiO2：化学式，
表示晶体中
N (Si) 1 = N (O) 2
4.化学性质—— 不活泼 CO2
氧化物 的类型
SiO2
酸性氧化物 硅酸(H2SiO3) 的酸酐
酸性氧化物
碳酸的酸酐
某酸脱去一分子或多分子水，所剩下 的部分称为该酸的酸酐。
CO2
与水反应 与碱性氧化 物反应 与碱反应
CO2+H2O=H2CO3
SiO2能与NaOH反应
SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O
粘性
结论：存放碱性溶液用橡胶塞，不用玻璃塞
碱、Na2CO3、NaHCO3、Na2SiO3等。
思考：实验室能否用玻璃瓶保 存氢氟酸？ 不能！
氢氟酸能腐蚀玻璃，发生如下反应：
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O
保存在细口、塑料瓶中
用途：用HF雕刻玻璃
二、硅酸(H2SiO3) 1.制备 用可溶性硅酸盐和酸反应
硅酸能否用SiO2溶于水制备？
不能，难溶于水！
实验4-1：向Na2SiO3溶液 中滴入酚酞，再滴入稀盐酸。
滴入酚酞溶液呈红色
现象
滴入盐酸有硅酸凝胶产生
硅酸盐与二氧化硅一样
硅酸盐与二氧化硅一样
硅酸盐与二氧化硅是一种类似的化学物质，它们都含有硅元素。
硅酸盐是一种化合物，由硅酸根离子和金属离子组成，如钠硅酸盐(Na2SiO3)和钙硅酸盐(CaSiO3)等。
二氧化硅是一种单质，也称为二氧化硅分子(SiO2)，由硅原子和氧原子组成。
虽然它们的化学结构不同，但它们的物理性质很相似。
例如，它们都具有高的熔点和热稳定性，以及优良的绝缘性能和耐腐蚀性能。
此外，硅酸盐和二氧化硅都是重要的工业原料，在建筑材料、玻璃制造、陶瓷制造、电子工业等领域有着广泛的应用。
- 1 -。
二氧化硅和硅酸课件
光纤
一、 二氧化硅（ SiO2 ）
水晶
1、存在:
结晶形（石英晶体） 水晶 无色透明 玛瑙 彩色环带或层状
硅石
无定形——硅藻土
玛瑙
SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。结 晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。
2、结构
立体网状结 构决定了 SiO2具有优 良的物理和 化学性质
➢硅胶的用途：
干燥剂（吸水），
吸附剂（多孔），
催化剂的载体。
思考一下
如何用SiO2制取 H2SiO3 ？
SSiOiO2 2
Na2SiO3H2SiOH32SiO3
NaOH
酸
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硅酸沉淀 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2CO3弱。
硅酸的性质
①弱酸性（酸性比碳酸弱）
②不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解 H2SiO3 =∆= H2O + SiO2
➢生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶（能流动），
当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不能流 动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶。(硅胶的 基本成份是 mSiO2·nH2O)
每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角。 同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用SiO2来表示
3、二氧化硅的物理性质
根据SiO2的存在， SiO2有哪些物理 性质？（从水溶性、硬度、熔点考虑）
物理性质:__硬___度__大__、__熔__点__高__、__难__溶__于__水____ 化学稳定性:____通__常__条__件__下__，__很___稳__定____
硅及其化合物
硅及其化合物硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，常见的是二氧化硅、硅酸盐等。
硅原子最外层有4个电子，既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。
1、单质硅（Si）：⑴物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。
⑵化学性质：①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
Si＋O2高温SiO2Si＋2Cl2高温SiCl4⑶用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
⑷硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑ Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl2、二氧化硅（SiO2）：⑴SiO2的空间结构：立体网状结构，SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。
⑵物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。
⑶化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应：①与强碱反应：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。
②与氢氟酸反应[SiO2的特性]：SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O（利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。
③高温下与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO 高温CaSiO3⑷用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
3、硅酸（H2SiO3）：⑴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。
测定二氧化硅的方法
测定二氧化硅的方法测定二氧化硅的方法可以根据需要的目的和条件选择不同的方法。
以下将介绍几种常见的测定二氧化硅的方法。
1. 硫酸法测定：这是一种常见的测定二氧化硅含量的方法。
首先，将样品中的二氧化硅转化为硅酸盐。
然后，将样品与酒石酸、硝酸等混合后加热，使得硅酸盐与硝酸反应生成硝酸硅酸盐。
最后，通过滴定法测定反应后剩余的硝酸的体积，并计算出二氧化硅的含量。
2. 表面积法测定：二氧化硅的表面积是一个重要的性质，可以通过比表面积的测定来间接估算二氧化硅的含量。
常用的测定方法包括氮气吸附法、BJH法和BOFS法等。
其中，氮气吸附法常用于测定二氧化硅催化剂的比表面积。
该方法通过将样品与液氮接触，使液氮凝固在样品表面，然后升温蒸发，根据蒸发过程中释放的气体体积来计算比表面积。
3. 吸附法测定：二氧化硅是一种吸附剂，可以利用其与其他物质的吸附性质来测定。
例如，可利用二氧化硅与酸性或碱性物质的反应性，通过测定酸碱度的变化来间接测定二氧化硅的含量。
此外，还可以利用二氧化硅对银盐的吸附性质，通过测定剩余银离子的浓度来计算二氧化硅的含量。
4. X射线衍射法测定：X射线衍射法是一种常用的非破坏性测定晶体结构的方法，也可以用于测定二氧化硅样品的晶体结构和含量。
该方法利用X射线与样品中的原子相互作用，产生衍射，通过观察和分析衍射图形可以确定样品中二氧化硅的含量。
5. 电子显微镜法测定：电子显微镜是一种高分辨率的显微镜技术，可以观察和分析样品的微观结构。
利用电子显微镜可以直接观察二氧化硅样品的形貌、晶体结构和元素成分。
通过图像分析和能谱分析等方法，可以间接测定二氧化硅的含量。
总之，测定二氧化硅的方法包括硫酸法、表面积法、吸附法、X射线衍射法和电子显微镜法等多种方法。
根据具体需求和条件，选择适合的方法进行测定可以得到准确可靠的结果。
硅酸盐化学式
硅酸盐化学式
硅酸（silicic acid）别名含水二氧化硅、矽酸，化学式为h2sio3，是一种弱酸。
硅酸盐在水溶液中有水解作用。
游离态的硅酸，包括原硅酸（h4sio4）、偏硅酸(h2sio3)、二硅酸 (h2si2o5)，酸性很弱。
实验室采用水玻璃（硅酸钠）和盐酸反应或者硅酸钠和二氧化碳和水反应制得硅酸胶体。
电离平衡常数：k1=2.2*10-10(30℃)。
工业制法：
1、盐酸法将细孔球形硅胶用盐酸煮沸4～6h后用纯水冲洗，研磨72h以上，用纯水冲洗后，再在70～80℃二次研磨，制取硅酸。
2、在硅酸钠溶液中加入酸与电解质，搅拌下反应生成硅酸凝胶，再经老化、洗涤、干燥、活化制得硅胶。
不同的原料配比及工艺条件可制得不同规格的产品。
3、在硅酸钠溶液中重新加入酸及一定量电解质，在烘烤下反应分解成硅酸凝胶，再经老化、冲洗潮湿活化制取硅胶。
使用相同原料韧度及工艺条件可作得相同规格的产品。
胶态二氧化硅规格
胶态二氧化硅规格胶态二氧化硅是由硅酸盐固化剂和胶体硅酸盐溶胶混合而成的胶体材料。
其主要成分为二氧化硅(SiO2)，具有高比表面积、优良的吸附性能和储存沉降能力。
胶态二氧化硅可以应用于多个领域，包括化妆品、食品、医药和材料科学等。
一、规格介绍1. 外观：胶态二氧化硅一般呈乳白色或乳状，具有一定的黏稠度。
2. 纯度：胶态二氧化硅的纯度要求高，通常在99%以上，以确保其优良的性能。
3. 粒径：胶态二氧化硅的粒径一般在10纳米到100纳米之间，可以根据具体需求进行调整。
4. 比表面积：胶态二氧化硅具有很大的比表面积，通常在100-1000平方米/克之间，这使得它具有极强的吸附性能和储存沉降能力。
二、应用领域1. 化妆品：胶态二氧化硅可以应用于化妆品中作为吸油剂、防水剂和粉末增稠剂等。
它能够吸附和稳定液体和固态颗粒，提供更好的质感和稳定性。
2. 食品：胶态二氧化硅可以应用于食品工业中作为稳定剂、流变剂和抗结块剂等。
它能够改善食品的流变性质，增加粘度并防止结块。
3. 医药：胶态二氧化硅可以应用于药物传递系统、医疗敷料和生物医学材料等。
它能够提供大表面积的吸附能力，使药物更好地释放，并具有抗生物附着和抑菌作用。
4. 材料科学：胶态二氧化硅可以应用于材料增强、涂层和填充剂等。
它能够提供高比表面积和增加材料的强度和稳定性。
三、性能优势1. 高比表面积：胶态二氧化硅具有非常高的比表面积，这使得它具有极强的吸附性能，能够吸附大量的固体和液体。
2. 优良的稳定性：胶态二氧化硅能够通过固化剂稳定分散在液体中，具有良好的稳定性和长期使用寿命。
3. 良好的流变性质：胶态二氧化硅可以根据需求调整浓度和粒径，从而改变液体的流变性质，如粘度和流动性。
4. 生物相容性：胶态二氧化硅具有良好的生物相容性，可以用于生物医学领域，并具有一定的抗菌性能。
总结：胶态二氧化硅是一种具有高比表面积和优良吸附性能的胶体材料。
其规格包括外观、纯度、粒径和比表面积等参数，可以根据不同的应用领域进行调整。
硅酸盐中二氧化硅含量的测定方法概述
硅酸盐中二氧化硅含量的测定方法概述硅酸盐是一类常见的矿物质，其中最主要成分就是二氧化硅（SiO2）。
测定硅酸盐中二氧化硅含量的方法有很多种，以下是其中几种常用的测定方法的概述。
一、重量法该方法是通过样品的质量和失重的质量差来计算二氧化硅的含量。
首先，将待测样品称量，然后将其加热至高温，使其发生失重。
然后，将样品放入氢氟酸中溶解，使其完全溶解。
最后，通过将溶液浓缩，干燥并称重，计算出二氧化硅的含量。
二、酸碱滴定法该方法是通过酸碱滴定反应来测定二氧化硅的含量。
首先，将样品溶解在氢氧化钠溶液中，使其完全溶解。
然后，滴定稀硫酸溶液，直到指示剂的颜色变化。
根据滴定所需的硫酸溶液体积，可以计算出二氧化硅的含量。
三、光度法该方法是通过测定样品溶液的吸光度来测定二氧化硅的含量。
首先，将样品溶解在氢氟酸中，使其完全溶解。
然后，将溶液转移到比色皿中，并使用分光光度计进行测量。
通过比较样品溶液的吸光度与已知浓度的标准溶液的吸光度，可以计算出二氧化硅的含量。
四、原子吸收光谱法该方法是通过测定样品溶液中二氧化硅溶解后生成的硅离子的吸收光谱来测定二氧化硅的含量。
首先，将样品溶解并转移至原子吸收光谱仪中进行测量。
通过比较样品中硅离子的吸收峰与标准曲线的关系，可以计算出二氧化硅的含量。
总结起来，测定硅酸盐中二氧化硅含量的方法有重量法、酸碱滴定法、光度法和原子吸收光谱法等。
每种方法都有其适用的范围和精度要求，选择适合的方法要根据实际需要和样品特性来确定。
在进行测定时，需要注意操作规范，确保实验结果的准确性和可靠性。
硅酸盐中二氧化硅含量的测定方法概述
2、滴定法 测定硅酸盐中 SiO2的滴定分析方法都是间接测定方法。依据 分离和滴定方法的不同分为氟硅酸钾容量法，硅钼酸喹啉法，氟硅 酸钡法。其中氟硅酸钾容量法应用最广泛并且是国家标准中代用 法，下面介绍氟硅酸钾容量法。 试样经苛性碱熔剂熔融后，加入 HNO3 使硅生成游离 H2SiO3。 在有过量的氟、钾离子存在的强酸性溶液中，时硅形成氟硅酸钾沉 淀，经过滤、洗涤及中和残余酸后，加入沸水使氟硅酸钾沉淀沉淀 水解生成等物质的量的 HF，然后以酚酞为指示剂，用 NaOH 标准 滴定溶液进行滴定，终点颜色为粉红色。 氟硅酸钾容量法是测定 样品中 SiO2的间接滴定法。此法应用广泛，在国家标准 GB/T1761996 中被列入的代用法。 3、光度法 硅的光度分析方法中，包括可见分光光度法和原子吸收分光 光度法。可见分光光度法，以硅钼杂多酸光度法应用最广，不仅可 以用重量法测定 SiO2后的滤液中的硅，而且采用少分取试液的方 法或用全差示光度法可以直接测定硅酸盐样品中高含量的 SiO2含 量。包括硅钼黄光度法和硅钼蓝光度法，下面介绍硅钼杂多酸光 度法。 试样用试样用 Na2O2或者 NaOH 熔融，用水提取，HCl 酸化后， 用容量瓶中定容。在 1.3-1.5mol/L 的酸性介质中，硅酸与钼酸生 成黄色的硅钼杂多酸，在波长 350nm 处测定其吸光度，在工作曲线 上求得硅含量，此法即为硅钼黄光度法；若在 3.0-3.8mol/L 的酸性 介质中，用还原剂进一步将其还原成蓝色硅钼杂多酸（硅钼蓝），在 650nm 处测定其吸光度，在工作曲线上求得硅含量，此为硅钼蓝光 度法。 硅钼黄测定二氧化硅含量在 20%左右也可以达到很高的准确 度，但是，硅钼黄光度法对于显色酸度、温度、时间要求更严格，否 则得不到准确的测定值；硅钼蓝光度法测定二氧化硅的含量范围 在 0.1%-5%左右，硅钼蓝光度法更稳定，更灵敏。 4、结论 在对硅酸盐中二氧化硅进行测定时，应该根据二氧化硅含量 不同，选择合适的测定方法。当二氧化硅含量在 5%以下时，适合 用硅钼蓝比色法，当二氧化硅含量在 5%-20%范围内，可以用硅钼 黄比色法和氟硅酸钾容量法；当二氧化硅含量在 20%-96%范围 内，适合用重量法和氟硅酸钾容量法，当二氧化硅含量在在 80%以 上的，适合用重量法；若测定纯二氧化硅含量可用 HF 直接挥发 法。 参考文献： [1]张舵，王英健 . 工业分析(基础篇) [M].(第二版). 大连理工大 学出版社，2010.01 [2]张小康 张正兢 .I 工业分析[M]. 化学工业出版社 .2004 [3]李文宽 . 硅钼蓝光度法测定磷矿石中的二氧化硅[J]. 云南化 工，1998 [4]曹新全，李化，邓军华 . 氟硅酸钾容量法测定锰矿中的二氧 化硅含量[J]. 四川冶金，2013 [5]李冶浩，崔岩 . 浅谈矿石中二氧化硅的测定方法[J]. 科技创 新与应用，2013 [6]岩石矿物分析（第二分册）[M]. 第 4 版 . 地质出版社
硅酸盐水泥中矿物组成
硅酸盐水泥熟料主要由氧化钙（CaO，简写为C）、二氧化硅（SiO2简写为S）、氧化铝（Al2O3简写A）和氧化铁（Fe2O3简写为F）四种氧化物组成。
通常这四种氧化物总量在熟料中占95％以上。
每种氧化物含量虽然不是固定不变，但其含量变化范围很小，水泥熟料中除了上述四种主要氧化物以外，还有含量不到5％的其他少量氧化物，如氧化镁、氧化钛、三氧化硫等。
氧化钙是熟料中最主要的成分，它与熟料中其他氧化物如Si02、A1203、Fe203等发生化学反应，生成熟料矿物如硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙等。
一般情况下，随着熟料中CaO含量的增加，熟料中矿物成分C3S含量增大，从而可以提高水泥的强度。
但是CaO的含量不是越多越好，而是有一个最佳含量，即与SiO2、A1203、Fe203等氧化物化合后没有剩余的CaO存在的量。
假如CaO含量超过其他氧化物与之化合所需的量，则多余的CaO会以游离状态存在于熟料中，从而影响水泥的体积安定性。
二氧化硅也是硅酸盐水泥熟料中最主要化学成分之一。
它在高温下与CaO发生反应，生成硅酸盐矿物硅酸三钙和硅酸二钙。
假如熟料中SiO2含量低，生成的硅酸盐矿物量就减少，从而影响水泥的强度。
另外SiO2含量对熟料煅烧也会产生很大影响。
熟料中氧化铝可以与CaO、Si02、Fe203发生反应，生成铝酸三钙和铁铝酸四钙。
当A1203含量增加时，水泥的凝聚、硬化速度加快，但是水泥后期强度增长缓慢，并且降低了水泥的抗硫酸盐性能。
A1203含量高的水泥，在水化时放热快，而且水泥的水化热较大。
氧化铁也是熟料中重要的化学成分之一，可以与CaO、A1203反应生成铁铝酸四钙。
增加熟料中的Fe203含量，可以降低水泥熟料的熔融温度，但会导致水泥水化和硬化速度变慢。
其他少量氧化物的存在，也会不同程度地影响着硅酸盐水泥熟料的煅烧过程和水泥性能。
2.2硅酸盐水泥熟料矿物组成在水泥熟料中，氧化钙、二氧化硅、氧化铝和氧化铁等都不是以单独的氧化物形式存在，而是经过高温煅烧后，两种或两种以上的氧化物反应生成的多种矿物集合体，其结晶细小，通常为30～60μm。
sio2和caso4的分离方法
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二位。是构成矿物的主要元素。硅 易与氧结合，自然界无游离的硅，以硅石SiO2及硅酸盐形式存在
——硅石有晶形和无定形两种形态。硅藻土是无定形的SiO2，由 硅藻和放射虫的遗骸构成，具有多孔性，是良好的吸附剂
●结构与性质
——结构 SiO2是原子晶体，每个硅原子与4个氧原子以单键相 连，构成[SiO4]四面体结构单元。晶体的最简式为SiO2，但SiO2并不 代表一个简单的分子。四面体排列的形式不同构成了不同的晶型
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——物理性质 纯净的石英称水晶，是坚硬，脆性、难溶的无色透 明晶体，膨胀系数很小，骤热骤冷也不易破裂，常用以作光学仪器 ，是光导纤维的主要材料，紫水晶、烟水晶是由于混入杂质所致
——化学性质
•SiO2的化学性质不活泼，不溶于水
•与酸作用情况 只有浓磷酸和氢氟酸可与之作用
（4）骨架型硅酸盐 许多[SiO4]四面体联结成无限个三维网格结
构。[SiO4]四面体通过共用4个氧原子而组成各种各样的空间格架，
其硅2021氧/2/2骨3 干如[AlSi3O8]nn-等
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§14.5* 无机非金属材料
见第19章 材料与化学
§14.6* 常见离子的鉴定方法
略
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●结构类型 硅酸盐基本结构单位都是[SiO4]四面体。[SiO4]四
面体不同的连接方式构成4类不同的硅氧骨干结构形式
（1）分立型硅酸盐 结构中含有单个的负离子[SiO4]2-或2，3，4 ， 6 个 [SiO4] 四 面 体 ， 联 成 直 链 或 环 状 结 构 的 负 离 子 [Si2O7]6- ， [SinO3n]2n-，这些分立的硅氧骨干靠带正电的金属离子相互联结
SiO2 + 2H3PO4(浓) ==== SiP2O7 + 3H2O
SiO2 + 4HF ==== SiF4 + 2H2O SiF4极易与HF配位形成氟硅酸
SiF4 + 2HF ==== H2SiF6
氟硅酸在水溶液内很稳定，是强酸，酸性与硫酸相仿
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•与碱作用情况 SiO2是酸性氧化物，能缓慢地溶解在强碱
中生成硅酸盐
SiO2 + 2NaOH ==== Na2SiO3 + H2O
高温时，SiO2与氢氧化钠或碳酸钠共熔得到硅酸钠
SiO2 + 2Na2CO3 ==== Na2SiO3 + CO2
Na2SiO3呈玻璃状，能溶于水，水溶液称为水玻璃，可作粘合剂、 防火涂料和防腐剂
2. 硅酸
●概况 SiO2是硅酸的酸酐，可构成多种硅酸，组成随形成条
滑石
3MgO4SiO2H2O
或 Mg3H2(SiO3)4
高岭土是粘土的基本成分。纯高岭土为制造瓷器的原料。钾长石 、云母和石英是构成花岗岩的主要成分。花岗岩和粘土都是主要的 建筑材料。石棉耐酸、耐热，可用来包扎蒸气管道和过滤酸液，也 可制成耐火布。云母透明、耐热，可作炉窗和绝缘材料。沸石可作 硬水的软化剂，也是天然的分子筛
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●性质
——制取 实验室用可溶性硅酸盐和酸作用制取硅酸
SiO32-+ 2H+ ==== H2SiO3
——硅酸是二元弱酸， Ka1 = 310-10，Ka2 = 210-12。硅酸在纯水 中溶解度很小。生成的硅酸不立即沉淀。原因：单个硅酸分子可溶 。硅酸分子会逐渐进行聚合成多硅酸溶胶，加电解质于稀的硅酸溶 胶中方可得粘浆状的硅酸沉淀，若硅酸较浓则得硅酸凝胶。蒸发硅 酸凝胶部分水，得到硅酸干胶，即硅胶(silica gel)
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3. 硅酸盐
●性质
溶解性 所有硅酸盐中，仅碱金属硅酸盐可溶水，其余金属的 硅酸盐都难溶于水。贵金属硅酸盐一般具有特征的颜色
水溶液性质 溶液呈碱性。在硅酸钠溶液中加入NH4Cl，NH4+ 与水作用而显酸性， SiO32-与水作用显碱性，相互促进，使其与水 作用更完全，H2SiO3沉淀和氨气放出，可鉴定可溶性硅酸盐
SiO32- + 2 NH4+ + 2H2O ==== H2SiO3 + 2NH3H2O
2NH3 + 2H2O
分布 硅酸盐分布极广，种类繁多，约占矿物总类的1/4，构成
地壳总质量的80%。硅酸盐组成非常复杂，为方便，常看作硅酐和
金属氧化物相结合的化合物，化学式可写作
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（2）链型硅酸盐 许多[SiO4]四面体连接成无限长的单链或双链 ，因而此类结构中含有在一个方向上无限延伸的硅氧骨干如
[SiO3]n2n-，[Si4O11]
6nn
（3）层型硅酸盐 许多[SiO4]四面体通过共用顶角氧原子连成片 状结构。含有在二维平面上延伸的硅氧骨干[Si2O5]n2n-，[AlSi3O10]n5-
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第十九章 材料与化学
本章要点
本章主要介绍化学与材料科学之间的关系，重点是化学在各种新材 料的开发和应用中的作用，包括金属材料、新型无机非金属材料、 有机高分子材料、复合材料以及纳米材料等
件而变，以SiO2yH2O表示。已知的有：偏硅酸 H2SiO3（SiO2H2O
）它最简单，常以H2SiO3代表硅酸；二硅酸H6Si2O7（2SiO23H2O）
；三硅酸H4Si3O8（3SiO22H2O）；二偏硅酸H2Si2O5（2SiO2H2O）
；正硅酸H4SiO4（SiO22H2O）
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钾长石 K2OAl2O36SiO2
或K2Al2Si6O16
高岭土 Al2O32SiO22H2O
或Al2H4Si2O9
白云母 K2OAl2O36SiO22H2O 或 K2H4Al2(SiO3)6
石棉 CaO3MgO4SiO2
或 CaMg3(SiO3)4
沸石
Na2OAl2O32SiO2nH2O 或Na2A12(SiO4) 2 nH2O
——关于硅胶 白色稍透明的固体，多孔性，内表面积很大，可
达800 m2·g-1~ 900m2·g-1，有强的吸附性能，可作吸附剂、干燥剂和
催化剂载体。实验室用变色硅胶作干燥剂：硅胶用CoCl2溶液浸透 后烘干。无水Co2+为蓝色，水合Co(H2O)62+为粉红色。吸附水分增
多，颜色由蓝向粉红转变，重新烘干变为蓝色