二氧化硅和硅酸盐(2)
硅酸盐水泥中SiO2,Fe2O3,Al2O3含量的测定
硅酸盐水泥中SiO2, Fe2O3, AI2O3含量的测定实验报告班级：应111-1、实验目的1、了解和尝试过滤、洗涤、碳化、灰化、灼烧等操作。
2、掌握加热蒸发、水浴加热。
3、掌握氯化铵重量法测定水泥中SiO2含量的原理和方法。
4、学习配位滴定法测定水泥中FQO3AI2O3等含量的原理和方法。
5、掌握CaC03和EDTA标准溶液的配制、标定的原理和方法。
6掌握化学实验常用的滴定操作，明白酸碱标准溶液的配制以及标定方法原理，熟练掌握方法和操作。
二、实验原理硅酸盐水泥熟料主要由氧化钙（CaO）、二氧化硅（Si02）、氧化铝（AI2O3）和氧化铁（FeO3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（MgO）、氧化钛（Ti02）、三氧化硫（S0）等。
水泥熟料中碱性氧化物占60%以上，因此宜采用酸分解。
水泥熟料主要为硅酸三钙（3CaO?SiO2）、硅酸二钙（2CaO?SiO2）、铝酸三钙（3CaO2AbO3）和铁铝酸四钙（4CaO?Al2O3?F@O3）等化合物的混合物。
这些化合物与盐酸作用时，生成硅酸和可溶性的氯化物，反应式如下：2CaO?SiO2+4HCl—2CaC b+H2SiQ+H2O3CaO?SiO2+6HCI—3CaCb+H 2SiQ+2H 2O3CaO?Al2O3+12HCl —3CaCb+2AICI 3+6H 2O4CaO?Al2O3?Fe2O3+20HCl —4CaC2+2AICI 3+2FeCl3+10H 2O 硅酸是一种很弱的无机酸，在水溶液中绝大部分以溶胶状态存在，其化学式以SiO2?iH2O表示。
在用浓酸和加热蒸干等方法处理后，能使绝大部分硅胶脱水成水凝胶析出，因此可利用沉淀分离的方法把硅酸与水泥中的铁、铝、钙、镁等其他组分分开。
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
二氧化硅和硅酸盐 (2)
●应用
利用贮氢合金贮运氢气，既轻便又安全，不仅没有爆炸危险，还有
——优点 连接方式接触紧密，防渗漏、装配时间短，远胜于焊接
，特别适合于航空、航天、核工业及海底输油管道等危险场合等领
域。Ni—Ti形状记忆合金可制成人造卫星天线而卷入卫星体内，当
卫星2021进/11入/22 轨道后，借助于太阳热或其他热源在太空展开
13
19.2.3 贮氢合金
●概况
——贮氢材料 某些过渡金属、合金和金属间化合物有特殊的晶体 结构，使氢易进入其晶格间隙形成金属氢化物，这些金属氢化物可 贮存1000～1300倍的氢，加热时氢能从金属中释放出来
贮存时间长、无损耗等优点。贮氢合金的迅速发展，必为氢气的利
用开2021辟/11更/22 广阔的前途
14
19.2.4 金属磁性材料 ●磁性材料（体） 能磁化到较大磁化强度并在实际中可利用
其磁性的强磁性体即称为磁性材料
发展史
——指南针、指南车 ——20世纪60年代：第一代稀土永磁合金。目前第四代稀土永磁 材料
——金属材料 以金属元素为基础的材料 ——无机非金属材料 除金属和高分子材料外的几乎所有的材料 ——有机高分子材料 ——复合材料
●意义 国际社会公认，材料、能源和信息技术是新科技革命的
三大支柱。从现代科学技术发展史中可以看到，每一项重大的新技 术发现，往往都有赖于新材料的发展
2021/11/22
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•先进结构陶瓷 利用材料本身具有的优异力学性质用于制
第四章硅酸盐分析习题与答案1、什么是硅酸盐工业分析？答：硅酸盐
第四章硅酸盐分析习题与答案1、什么是硅酸盐工业分析?答：硅酸盐工业分析：综合利用分析化学的方法方法原理，对硅酸盐生产中的原料、燃料、半成品和产品的化学成分进行分析，及时提供准确可靠的测定数据。
2、通过查阅有关资料，对硅酸盐样品中二氧化硅的测定方法进行综述并简述其基本原理？答：（一）称量法（1）氢氟酸挥发称量法：试样在铂坩埚中经灼烧恒重后，加H2F2+H2SO4（或）硝酸处理后，再灼烧至恒重计算SiO2的含量。
（2）硅酸脱水灼烧称量法：强电解质或胶体破坏硅酸的水化外壳，促使硅酸溶胶微粒凝聚为较大的沉淀颗粒析出，灼烧称重。
（二）滴定法：间接法测定氟硅酸钾法-----氟硅酸钾沉淀分离酸碱滴定法。
SiO2在过量的钾氟离子的强酸介质中，能定量形成氟硅酸钾沉淀，经过滤洗涤中和除去残留酸在沸水中溶解再用氢氧化钠标液滴定水解产生的HF。
3、测定水泥及其原料中容量法测定三氧化二铁、三氧化二铝的方法原理如何？答：（1）测定三氧化二铁的方法和原理（一）EDTA直接滴定法在pH为1.8－2.0及60－70℃的溶液中，以磺基水杨酸为指示剂，用EDTA标准溶液直接滴定溶液中三价铁。
（二）原子吸收分光光度法试样经氢氟酸和高氯酸分解后，分取一定量的溶液，以锶盐消除硅、铝、钛等对铁的干扰。
在空气－乙炔火焰中，于波长248.3nm 处测定吸光度。
（2）测定三氧化二铝的方法和原理（一）EDTA直接滴定法于滴定铁后的溶液中，调整pH=3.0 ，在煮沸下用EDTA-铜和PAN 为指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定。
（二）铜盐返滴定法在滴定铁后的溶液中，加入对铝、钛过量的EDTA标准滴定溶液，于pH为3.8－4.0以PAN为指示剂，用硫酸铜标准滴定溶液回滴过量的EDTA，扣除钛的含量后即为氧化铝的含量。
4、什么是“烧失量”？答：烧失量：也称灼烧残渣是试样在950~1000度灼烧后所失去的质量一般主要指化合水和二氧化碳（还有少量的硫氟氯有机质等）。
第1课时 二氧化硅和硅酸(知识点归纳及例题解析)
第1课时二氧化硅和硅酸[学习目标定位] 1.了解硅在自然界中的存在形式，硅酸盐产品的组成和重要用途。
2.了解二氧化硅的结构、性质和用途。
3.了解硅酸的制备、性质和应用。
一二氧化硅1.硅元素在地壳中的含量是26.3%，仅次于氧。
硅元素在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在，原因是硅是一种亲氧元素。
2.硅的氧化物为二氧化硅，俗名为硅石，天然二氧化硅分为结晶形(如方石类、水晶等)和无定形(如硅藻土)。
根据日常生活中的实例描述二氧化硅的物理性质：坚硬固体、不溶于水、熔点高。
3.列表比较二氧化碳和二氧化硅的性质。
CO2＋H2O H2CO3归纳总结二氧化硅的结构与性质(1)二氧化硅与二氧化碳的物理性质差异较大的原因是物质晶体结构不同。
二氧化硅晶体结构如图：二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体。
(2)二氧化硅的化学性质有稳定性强，与水、一般酸不反应，能与氢氟酸反应，能与碱、碱性氧化物反应。
1.下列叙述中，正确的是()A.自然界中存在大量的单质硅B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应D.自然界中硅元素都存在于石英中答案B解析自然界中硅元素含量很高，但都以化合态形式存在，A项错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D项错误；二氧化硅的性质稳定，C项错误。
2.由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成的混合粉末。
现取两份该混合粉末试样进行实验。
(1)将一份混合粉末溶于过量的盐酸，得到沉淀X和滤液Y，沉淀X为________，滤液Y中含有的阳离子主要是______________，向滤液Y中加入过量NaOH溶液，得到的沉淀是____________________。
(2)将另一份混合粉末溶于过量NaOH溶液，发生反应的离子方程式为_________________。
答案(1)SiO2Al3＋、Mg2＋、Fe3＋、H＋Mg(OH)2、Fe(OH)3(2)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O二硅酸1.硅酸的制备：按表中实验操作要求完成实验，并将观察到的实验现象及有关结论填入表中：2.写出上述实验中反应的化学方程式。
sio2和caso4的分离方法
sio2和caso4的分离方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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二氧化硅
二氧化硅二氧化硅粉末SiO2又称。
在分布很广，如石英、等。
白色或无色，含铁量较高的是淡黄色。
2.2 ～2.66，1670℃（鳞）、1710℃（方石英），沸点2230℃，为3.9。
不溶于水微溶于一般的酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。
用于制、、陶器、、耐火材料、、型砂、单质硅等。
中文名称：二氧化硅化学式：SiO2 相对分子质量：60.08 化学品类别：非金属氧化物是否管制：否二氧化硅简介管制信息本品不受管制，但不可带入飞机。
名称中文名称：二氧化硅中文别名：硅氧，硅土，硅石，硅酐，砂英文别名：Silicon dioxide SiO₂ ,Silicon(IV)oxide ,Silicic anhydride ,Quartz sand：14808-60-7[1]储存密封保存。
用途硅标准液。
水玻璃，硅的的制备材料。
在晶体管和集成电路中作杂质扩散的掩蔽膜和保护层，制成二氧化硅膜作集成电路器件。
玻璃工业。
AR质检信息指标值水可溶物，% ≤0.2(以Pb计)，% ≤0.005钙(Ca)，% ≤0.005铁(Fe)，% ≤0.005(Cl)，% ≤0.005硫酸盐(SO4)，% ≤0.005中不挥发物，% ≤1.0干燥失量，% ≤3.0性质物理性质[1]二氧化硅又称，式SiO₂。
中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。
沙状二氧化硅结晶二氧化硅因不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。
纯为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。
若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有、、等。
普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。
二氧化硅晶体中，硅的4个价与4个氧原子形成4个，硅原子位于正四面体的中心，4个原子位于正四面体的4个顶角上，SiO₂是表示组成的最简式，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。
二氧化硅是原子晶体。
SiO₂中Si—O键的键能很高，、较高（熔点1723℃，沸点2230℃）。
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
二氧化硅制作原料
二氧化硅制作原料
二氧化硅的制作原料可以从以下几个方面考虑：
1. 石英砂：石英砂是最常用的制备二氧化硅的原料，它是一种含有高纯度二氧化硅的自然矿石。
石英砂经过研磨、洗涤等处理后，可以得到高纯度的二氧化硅。
2. 硅酸盐矿石：硅酸盐矿石是含有较高硅酸盐含量的矿石，如长石、云母等矿石。
通过熔融、浸出等工艺，可以从硅酸盐矿石中提取出二氧化硅。
3. 冶炼废渣：一些金属冶炼的过程中产生的废渣中含有较高的二氧化硅。
这些废渣经过特定的处理，可以回收二氧化硅作为原料。
4. 工业副产物：一些工业过程中产生的副产物中含有二氧化硅，如冶金、电子、玻璃加工等行业。
这些副产物可以作为二氧化硅的制备原料。
以上是一些常见的二氧化硅制作原料，具体选择哪种原料取决于二氧化硅的纯度要求、工艺条件和经济考虑等因素。
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。
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 -。
人教版高中化学必修二 无机非金属材料 化工生产中的重要非金属元素课件
第三节 无机非金属材料
第五章 化工生产中的重要非金属元素
1.了解硅酸盐及其结构特点，了解传统硅酸盐产品(陶瓷、玻璃、水泥)的工业生产(原料、设备等)。2.了解硅和二氧化硅的性质，认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料。3.知道硅及其化合物在材料家族中的应用，增强关注社会的意识和责任感。
×
√
√
√
√
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1.传统的玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品，根据你的观察和使用经验，将它们的主要物理性质和化学性质填入下表。
材料
物理性质
化学性质
玻璃
陶瓷
硬度大、耐磨损、耐高温、较脆
很稳定
硬度大、耐磨损、耐高温
很稳定
2.硅酸钠(俗名泡花碱)是一种最简单的硅酸盐。(1)硅酸钠易溶于水，其水溶液俗称 ，具有 强、耐 等特性，常用作黏合剂和防火剂。
核心素养发展目标
二、新型无机非金属材料
一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料
传统无机非金属材料——硅酸盐材料
01
1.硅酸盐及其结构(1)硅酸盐的概念硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。它们种类繁多、组成各异、结构复杂，在自然界中广泛存在。(2)硅酸盐的结构
在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合 个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的 相互连接，每个 为两个四面体所共有，与 个Si相结合。
知识自主梳理
黏土、石灰石
知识自主梳理
知识自主梳理
知识自主梳理
知识自主梳理
知识自主梳理
知识自主梳理
典例1
（2020·北海市北海中学高一期末）下列有关硅及其化合物的描述不正确的是A．SiO2可作半导体材料B．SiO2不与盐酸、硫酸反应，却能与氢氟酸发生反应C．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料制成的D．盛装NaOH溶液的试剂瓶不用玻璃塞的原因是因为玻璃塞与NaOH溶液反应【答案】A【解析】A．二氧化硅晶体具有导光性，所以SiO2可用于制造光导纤维，单晶硅可做半导体材料，故A错误；B．二氧化硅不与盐酸硫酸反应，但可以与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，故B正确；C．生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，在高温下，碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅反应分别生成硅酸钠、硅酸钙，故C正确；D．二氧化硅能与NaOH溶液反应生成硅酸钠，能把玻璃塞和玻璃瓶粘在一起，故D正确。故选A。
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。
第二节 硅和二氧化硅
Si
Si O
二氧化硅
180° °
在二氧化硅晶体中， 个氧原子结合， 在二氧化硅晶体中，一个硅原子跟 4 个氧原子结合，同时每个氧原子跟 两个硅原子结合 实际上， 结合。 两个硅原子结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按 1 ：2 的比 例所成的立体网状结构的晶体。它的熔点（ 立体网状结构的晶体 例所成的立体网状结构的晶体。它的熔点（1723℃）沸点（2230℃）高，硬 ℃ 沸点（ ℃ 度大，不导电，难溶于一些常见的溶剂。 度大，不导电，难溶于一些常见的溶剂。
(2)加热时： (2)加热时：与某些非金属反应 加热时 Si+O2== SiO2
高温
Si+2H2=== SiH4（很难） 很难）
高温
Si+2Cl2=== SiCl4
工业制粗硅： 4、工业制粗硅：
SiO2+2C=== Si + 2CO↑ Si+2Cl2=== SiCl4 粗硅提纯： 粗硅提纯： 高温 SiCl4+2H2=== Si + 4HCl
12 . Na2SiO3+2HCl + H2O = H4SiO4↓+2NaCl
1. Si + O2== SiO2
2. Si + 4HF = SiF4 ↑+ 2H2↑ 高温 3. Si + C === SiC 4 . Si + 2NaOH+ H2O= Na2SiO3+ 2H2↑
5 . SiO2+ 2C === Si + 2CO↑ 6 .SiO2 + 4HF== SiF4↑+ 2H2O
高温 高温
高温
SiO2+ 2C === Si + 2CO↑ 高温 Na + KCl === NaCl + K↑
人教版化学必修一：4.1.1《二氧化硅和硅酸》ppt讲练课件
第1课时
二氧化硅和硅酸
课前自主学习
课堂互动探究
随堂基础巩固
课时作业
课前自主学习01
自主学习·打基础
一、硅元素的存在 1．存在 在地壳中硅的含量为26.3%，仅次于________；主要以 ________及________的形式存在，因为硅是一种________。 2．原子结构 硅原子的原子结构示意图________最外层有________个电 子，反应中既不易失去电子也不易得到电子，能形成________价 的化合物。
答案 一、1.氧 氧化物 硅酸盐 亲氧元素
2.
4
＋4
二、1.结晶 2． 3．高
无定
结晶 4 2
立体网状 大 不
高温 4．SiO2＋CaO=====CaSiO3 ＋H2O
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (3)石英 玛瑙
5．(2)光导纤维
三、1.(1)Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3(胶体)＋Na2CO3 或Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3(胶体)＋2NaHCO3 △ (2)H2SiO3=====SiO2＋H2O 2．红 无 白色胶状沉淀 碱 Na2SiO3＋ 弱
第四章 非金属及其化合物
第一次世界大战期间，德军与英、法联军在比利时的伊普尔 对峙。黎明时，英、法联军前线战壕的士兵突然看到一股阴森森 的黄绿色气体沿着地面逐渐向他们袭来，很快数百名英、法联军 战士窒息而死，数千名士兵双目失明，这就是1915年4月22日发生 的令人发指的事件，也是世界战争史上的第一次化学战。从此， 化学战作为最邪恶的战争被写入了人类战争的史册。这种杀伤力 极强的黄绿色气体就是氯气。
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。
四、1、1 二氧化硅和硅酸
=
CaSiO3
3、与强碱反应：SiO2 + 2NaOH
= Na2SiO3 + H2O
问题探究
1．为什么实验室盛装NaOH溶液的试 剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ 玻璃的成分中含有二氧化硅 SiO2+NaOH=Na2SiO3+H2O 注意：玻璃瓶 瓶塞和瓶口磨砂后，使SiO2 裸露，SiO2能 与NaOH反应，生成有粘性的Na2SiO3，使玻璃塞打不开 玻璃瓶 瓶壁光滑，常温下不与碱液反应，可用玻璃瓶盛 放碱液，但瓶塞应用橡胶塞或软木塞，不能用玻璃塞 (不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、 Na2SiO3等溶液。)
2、硅酸（H2SiO3）
原硅酸H4SiO4失水生成硅酸 SiO2 是H4SiO4 、H2SiO3的酸酐
硅胶多孔，吸水性 强，可用作食品、 H4SiO4=H药品的干燥剂、或 2SiO3+H O 催化剂载体 2
硅酸是一种很弱的酸(酸性比碳酸还要弱)，溶解度很小.
（1）制法——可溶性硅酸盐与酸反应：
现象
4、硅酸盐组成的表示
用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。
Na2SiO3 Na2O•SiO2
高岭石
Al2（Si2O5）（OH）4
Al2O3 · 2· 2O 2SiO 2H
要领：两边原子个数守恒 顺序：活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、 二氧化硅、水
5、硅酸盐产品：玻璃、水泥、陶瓷
产品
用
HCl 可制得H2SiO3 H2CO3
，可证明H2SiO3 的酸性比
HCl
H2CO3
酸性强弱： HCl > H2CO3 > H2SiO3
（3）不稳定，受热易分解
高一化学 二氧化硅和硅酸 经典例题与解析
二氧化硅和硅酸1.NaOH、KOH等碱溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中()解析:碱可以与玻璃中的SiO2反应,因此碱液只能贮存在带橡胶塞的细口瓶中。
答案:B2.如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案。
玻璃的主要成分之一是二氧化硅,能在玻璃上进行蚀刻,将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是()A.烧碱B.纯碱C.氢氟酸D.盐酸解析:氢氟酸能与二氧化硅发生化学反应生成SiF4气体,故可用来在玻璃上雕花或刻字。
烧碱也能与二氧化硅反应,但作用远不如氢氟酸强。
答案:C3.下列反应能说明SiO2是酸性氧化物的是()A.SiO2+2C Si+2CO↑B.SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2OC.SiO2+4HF SiF4↑+2H2OD.SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑答案:B4.下列溶液可以盛放在玻璃瓶中,且能用玻璃塞的是()A.硅酸钠溶液B.氢氟酸C.氢氧化钠溶液D.氯化钠溶液解析:盛放碱性溶液的玻璃瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞,防止玻璃塞中的SiO2与碱液反应生成Na2SiO3而使瓶口和瓶塞黏结在一起;因为氢氟酸与玻璃中的SiO2反应:SiO2+4HF SiF4↑+2H2O,而使玻璃溶解,故不能用玻璃瓶盛放氢氟酸。
答案:D5.下列有关二氧化硅的叙述中不正确的是()A.沙子、石英、水晶的主要成分都是SiO2B.SiO2是制光导纤维的主要原料C.硅酸可由SiO2直接制得D.SiO2是酸性氧化物,一定条件下可与碱性氧化物或碱反应解析:沙子、石英、水晶的主要成分都是SiO2,A正确;二氧化硅可以制作光导纤维,B正确;二氧化硅是酸性氧化物,但不能与水反应生成硅酸,C不正确;SiO2是酸性氧化物,一定条件下可与碱性氧化物或碱反应,例如二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,在加热的条件下与生石灰反应生成硅酸钙,D正确。
答案:C6.下列离子方程式的书写正确的是()A.水玻璃中通入过量的二氧化碳:Na2SiO3+CO2+H2O2Na++C O32-+H2SiO3↓B.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca(OH)2+2CO2Ca2++2HC O3-C.二氧化硅溶于氢氟酸溶液中:SiO2+4H++4F-SiF4↑+2H2OD.二氧化硅溶于烧碱溶液中:SiO2+2OH-Si O32-+H2O解析:Na2SiO3为强电解质,应写为离子形式,且CO2过量,应生成HC O3-,A错误;澄清石灰水中Ca(OH)2应写为离子形式,B错误;氢氟酸为弱酸,应写为分子式,不能写为离子形式,C错误。
二氧化硅和硅酸
光导纤维手术头灯
总结
一、二氧化硅： 1.二氧化硅的结构： 2.二氧化硅的化学性质： 3.二氧化硅的应用： 二、硅酸： 1.硅酸的性质： 2.硅酸的制取： 3.硅酸的应用：
作业
《世纪金榜》 第45页 学业达标训练
非金属及其化合物
二氧化硅和硅酸
宁晋四中 江庆平
硅在地壳中含量第二，硅的氧化物 及硅酸盐约占地壳质量的90%以上
硅的存在与分布
存在：没有游离态，只有化合态分布：自然界 中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。
从原子结构认识硅
从原子结构认识硅
C
碳是构成有机物 的主要元素
Si
硅是构成岩石和许 多矿物的主要元素
硅和碳一样,其原子既不易失去电子，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．
地球上存在的天然二氧化硅称为（统称为）硅石
硅石 结晶形（石英）
无色透明 水晶
Hale Waihona Puke 无定形彩色环带或层状 玛瑙
天 然 水 晶
天然玛瑙
无用 开光 刀导 手纤 术维 做 现代通信用光缆 光 学 纤 维 胃 镜
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SiO2与HF反应
哈尔滨市第九中学
SiO2的晶体结构
Si O
SiO2不是分子式而是化学式
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SiO2的用途
光导纤维
石英玻璃
石英手表
玛瑙首饰
二氧化硅
石英钟
高级工艺品
眼镜
精密仪器轴承
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光导纤维
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二.硅酸 (H2SiO3)
制 Ｐ备7: 1
可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应
393.5
硅
990.7
Si-26.30% Al-7.73%
O-48.60%
铝
822.9
地壳中各元素的含量图
地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%
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SiO2的存在
硅石
结晶形（石英） 水晶 玛瑙
无定形 硅藻土
彩
色
无
环
色 透 明
带 或 层 状
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SiO2的物理性质
SiO2的物理性质：固体，熔沸点高，硬度大， 难溶于水
物理性质 气体、熔沸点低、能溶于水
固体、熔沸点高、 硬度大、难溶于水
与水反应 CO2+H2O=H2CO3
——
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实验探究： H2SiO3的制备
[实验4-1] 在试管中加入Na2SiO3溶液，滴入1～2滴酚酞溶 液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡。 观察实验现象并解释原理。 Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3(胶体) + 2NaCl
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实验探究
小木条实验
硅酸钠（Na2SiO3 ）： 可溶于水，其水溶液俗称水
玻璃，也称泡花碱，有一定的 黏性，用于制备硅胶和木材防 火剂。
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衷心祝福： 学习进步 工作顺利 开心快乐
硅藻土的利用
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想一想
硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相 比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。
硅酸：酸性弱于碳酸
不能使指示剂变色 H2SiO3△== SiO2+H2O
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阅读教材回答问题
什么是硅胶？硅胶的作用？
物理吸附,安全可靠; 无毒无害,无味,对人体健康无危害; 化学性质稳定,具有较强的机械强度; 可重复利用,烘干后可重新使用 ; 可制作成变色硅胶来直观显示吸湿状态。
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CO2与SiO2性质比较
性质
二氧化碳(CO2)
二氧化硅(SiO2)
与碱反应
与碱性氧 化物反应
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+Na2O=Na2CO3
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
高温
SiO2+ CaO == CaSiO3
特性
——
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
实验４－１观察现象并填写下表
现象 结论 反应式
滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红 色消失，并有透明胶状物质生成 Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成 了H2SiO3
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl
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无机非金属材料的主角—硅
硅是构成岩石与许多矿物的基本元素，硅的氧 化物及硅酸盐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。
石林
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石林
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九乡
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造型别致的大楼
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兵马俑
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长城
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水晶制品
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玛瑙制品
玛瑙壶
玛瑙手链
玛瑙印章
玛瑙摆件
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硅—无机非金属材料的主角
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刘丹丹
物质 碳
燃烧热 （kJ/mol)