硅及其化合物资料

第四章无机非金属材料的主角—硅（一）

一．二氧化硅与硅酸

1. 硅在自然界中的存在

（1）含量：在地壳中的含量居第_____位，仅次于______。

（2）存在：硅是构成________与______________的基本元素

在自然界中都以________态存在，主要以______和___________的形式存在。

2. 硅的原子结构

思考：试根据硅的原子结构示意图分析硅的化学性质及主要化合物。

3.二氧化硅

(1)存在形态：、

(2）结构

SiO2晶体是由硅原子和氧原子按照_______的比例所组成的._____________结构的晶体，其基本结构单元为______________，每个硅原子周围与_____个氧原子结合，每个氧原子周围与________个硅原子结合。二氧化硅晶体中___________单个的SiO2分子。

(3)物理性质:熔点_______、硬度________、________导电、_______溶于水。

（5）化学性质

特性：

与碱性氧化物反应：

与碱反应：

思考：实验室为什么不用玻璃瓶保存氢氟酸？

思考：实验室在存放强碱溶液时为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？

【类比】SiO2与CO2的性质比较

4.硅酸

（1）硅酸的制备：可溶性硅酸盐与酸反应。

（2）物理性质：

（3）化学性质：；（弱酸性）

（不稳定性）

思考：什么是硅胶？硅胶有哪些用途？

【课堂练习】

1.制造光导纤维的主要原料是（）

A.晶体硅

B.二氧化硅

C.石墨

D.硅酸钠

2. 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

3. 在既能溶解Al(OH)3又能溶解SiO2的无色溶液中，能大量共存的是()

A.Na＋、Al3＋、NO－3、Cl－

B.K＋、Na＋、Cl－、SiO2－3

C.Fe2＋、K＋、SO2－4、Cl－

D.Na＋、HCO－3、K＋、NO－3

4. 下列反应不能一步完成的是()

A.SiO2―→Na2SiO3

B.SiO2―→H2SiO3

C.SiO2―→CaSiO3

D.H2SiO3―→SiO2

5. 华裔科学家高锟因“在光学通信领域光在光导纤维中传输的研究方面所取得的开创性成就”获得了诺贝尔物理学奖。光导纤维的主要成分是 ( )

A.Si

B.SiO 2

C.Na 2SiO 3

D.SiCl 4

6. 下列说法正确的是 ( )

A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应

B.二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成

C.硅酸的酸性比碳酸的酸性强，且硅酸不溶于水

D.CO 2与SiO 2均具有氧化性，可作氧化剂

7. 能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是 ( )

A.CO 2是气体，SiO 2是固体

B.二氧化硅的熔点比二氧化碳高

C.根据反应SiO 2＋CaCO 3=====高温

CaSiO 3＋CO 2↑，可推知硅酸的酸性比碳酸的酸性强

D.CO 2通入Na 2SiO 3稀溶液中析出硅酸沉淀，所生成的H 2SiO 3逐渐聚合而形成硅酸溶胶

8. 下列溶液中①碳酸钠溶液、②氢氟酸、③氢氧化钠溶液、④氯化钠溶液，可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是 ( )

A.①③

B.②④

C.②③

D.①④

9. 硅胶和石英的主要成分都是SiO 2，前者是结构疏松的SiO 2，后者是结构致密的SiO 2。二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质上表现出差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，经历以下三步，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。

(1)用NaOH(aq)溶解石英：__________________________________。

(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：

________________________________________________________________________。

写出硅胶的一种用途：________________。

二．硅酸盐、硅单质

5.硅酸盐

（1）概念：硅酸盐是由_______、________和_________组成的化合物的总称。

（2）性质：硅酸盐是一类结构复杂的固态，大多_____溶于水，化学性质______________。

（3）硅酸钠____________

① 溶解性：_______溶于水，水溶液俗称_____________，呈_______性。

②用途：制备____________和木材___________等的原料。

（4）常见的硅酸盐产品

硅酸盐产品原料成份

玻璃

水泥

陶瓷黏土

硅酸盐产品水泥与陶瓷的共同原料是黏土，水泥与玻璃的共同原料是石灰石。

（5）特殊功能的含硅物质

(1)金刚砂(SiC)具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸、砂轮磨料。

(2)硅钢(含硅4%)具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯。

(3)硅橡胶：既耐高温又耐低温，用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等。

(4)人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐)，主要用作吸附剂和催化剂。

（6）硅酸盐组成的表示

通常用_____________和______________形式表示。

如硅酸钠（Na2SiO3）：____________________ _________

钾长石（K2Al2Si6O16）：____________________________________

蛇纹石（Mg3H4Si2O9）：____________________________________

高岭石（Al2H4Si2O9）：________________________________________

6、硅单质

1．硅单质的分类：分为______________和______________两种。

2．晶体硅的结构：类似于金刚石，具有____________________结构。

3．晶体硅物理性质：____________色，有_________光泽的_____体，熔点_____，硬度_____，有_________，是良好的_____________材料。

4.硅的化学性质：

5.硅的用途-

________________________________________________________。

【课堂练习】

1. 下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是()

A．这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质