硅知识点总结120919

硅及其化合物年月日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。

硅的原子结构示意图为，硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，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）：

（1）物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。

（2）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SiCl4

（3）用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

（4）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)＋4HCl

2、二氧化硅（SiO2）：

（1）SiO2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。

（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。

（3）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CaSiO3

（4）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）：

（1）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。

（2）化学性质：H2SiO3是一种弱酸，酸性比碳酸还要弱，其酸酐为SiO2，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）

Na2SiO3＋2HCl＝2NaCl＋H2SiO3↓

Na2SiO3＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3（此方程式证明酸性：H2SiO3＜H2CO3）

（3）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：

Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓（有白色沉淀生成）

传统硅酸盐工业三大产品有：玻璃、陶瓷、水泥。

硅酸盐由于组成比较复杂，常用氧化物的形式表示：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。

硅酸钠：Na2SiO3Na2O·SiO2硅酸钙：CaSiO3CaO·SiO2

高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O

正长石：KAlSiO3不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2

5、硅酸盐工业

1）.水泥

生产水泥的主要原料：黏土、石灰石

生产水泥的设备：水泥回转窑

加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度

普通水泥的主要成分：硅酸三钙（3 CaO·SiO

2）、硅酸二钙（2CaO·SiO

2

）、铝酸三钙（3 CaO·Al

2

O

3

）。

2).玻璃

生产普通玻璃的主要原料：纯碱、石灰石、石英生产设备：玻璃熔炉

生产条件：高温熔融

形成玻璃的过程中的主要化学变化：

Na

2CO

3

+SiO

2

高温Na

2

SiO

3

+CO

2

↑ CaCO

3

+SiO

2

高温CaSiO

3

+CO

2

↑

普通玻璃的主要成分：Na

2SiO

3

、CaSiO

3

、SiO

2

或Na

2

O·CaO·6SiO

2

种类：普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等。

3).陶瓷

制造陶瓷的主要原料：黏土

陶瓷的优点：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。

扩展：规律总结

[练习]1.下列说法正确的是（）

A.陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品

B.水晶、玛瑙、光纤、硅胶的主要成分都是SiO2

C.SiO2很稳定，与所有的酸都不反应

D.将石棉（CaMg3Si4O12）化学式改写成氧化物的形式：3(MgO·CaO)·4SiO2

2.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（）

A.熔点很高

B.与水反应生成对应的酸

C.可与烧碱反应生成盐

D.坚硬

3.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是（）

A.纯碱溶液

B.盐酸

C.硫酸

D.苛性钠溶液

4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）

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体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀

5.下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是（）

A.HF溶液

B.KOH溶液

C.盐酸

D.水玻璃

6.能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末鉴别开来的试剂是（）

A.NaOH溶液

B.水

C.氢氟酸

D.稀盐酸

7.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）

A.CO2→H2CO3

B.SiO2→Na2SiO3

C.Na2O→Na2CO3

D.SiO2→H2SiO3