硅和硅酸盐 (1)

聚焦“硅酸盐”一、硅酸盐的定义及存在硅酸盐是由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物的总称。

它是构成地壳中岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿石，约占地壳的5％，粘土的主要成分也是硅酸盐。

粘土的种类很多，常见的有高岭土和一般粘土，前者含杂质较少，后者含杂质较多。

二、硅酸盐的性质：1、物理性质：大多数硅酸盐熔点较高，不溶于水。

2、化学性质：①因为硅酸的酸性很弱，依据强酸制弱酸的原理，硅酸盐能与大多数酸发生反应。

例如，下列反应：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓或Na2SiO3+2H2O+CO2=Na2CO3+H4SiO4↓；②热稳定高：一般条件下受热很难分解。

三、硅酸盐组成的表示方法硅酸盐的种类很多，无论是天然的还是人工制成的硅酸盐，结构都比较复杂，其组成的表示方法有两种。

1、化学式法：一般用于组成较简单的硅酸盐，如硅酸钠（Na2SiO3）、硅酸钙（Ca2SiO3）等。

2、氧化物法：一种常用的表示方法，该法一般用于组成和结构比较复杂的物质，通常用二氧化硅和其他的氧化物的形式去表达。

用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时，各氧化物的排列顺序为：较活泼金属氧化物→较不活泼金属氧化物→二氧化硅→水，各氧化物之间用“·”隔开。

另外各氧化物前面的系数都是整数。

如镁橄榄石（Mg2SiO4）2MgO·SiO2，高岭石〔Al2(Si2O 5)(OH)4〕Al2O3·2SiO2·2H2O，正长石(2KAlSi3O8) K2O·Al2O3·6SiO2四、典型习题例题、矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所措的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。

例如钾长石（KalSi3O 8）风化生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，此后反应的离子方程式为：2KalSi3O8+2H2CO3+9H2O=2K++2HCO3—+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4.（1）将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形成①KalSi3O8______________________ ②Al2Si2O5(OH)4______________________（2）上述反应能够发生的原因是____________________________________ ________。

高一硅及硅的化合物知识点硅（Si）是元素周期表中的第14号元素，属于非金属元素。

硅及其化合物在日常生活和工业生产中具有重要的应用价值。

本文将介绍关于硅及其化合物的知识点。

一、硅的基本性质硅是一种无色、硬度较高、脆性较大的固体物质。

它具有较高的熔点和沸点，不溶于水和大多数常见的溶剂，但能溶于热的氢氟酸和碱性溶液。

硅是一种良好的导热材料，同时具有半导体特性，因此在电子行业中有广泛应用。

二、硅的化合物及应用1. 硅石（SiO2）：也称为二氧化硅，是硅最常见的氧化物。

硅石在自然界中广泛存在，常见于石英、石英砂等形式。

它是制备硅金属的重要原料，也用于制备玻璃、陶瓷等材料。

2. 硅酸盐：是一类以硅酸根离子（SiO4^4-）为主的化合物。

硅酸盐在岩石、矿石和土壤中普遍存在，如长石、石英等。

它们具有重要的地质作用，也用于制备建筑材料、陶瓷等。

3. 二氧化硅凝胶：是一种由硅酸盐制备得到的多孔固体材料，具有很高的比表面积和孔隙度。

它被广泛应用于催化剂、吸附剂、保温材料等领域。

4. 硅油：是一种由聚硅氧烷链构成的有机硅化合物，具有良好的润滑性、绝缘性和耐热性。

硅油常用于机械设备的润滑、电子元器件的封装等。

5. 硅树脂：是一类由有机硅聚合物构成的高分子材料，常用于制备塑料、胶黏剂等。

硅树脂具有良好的耐高温性能和化学稳定性，广泛应用于航空航天、电子、汽车等领域。

6. 硅橡胶：是一种由聚硅氧烷和填充剂组成的弹性材料，具有优异的耐高温、耐候性和绝缘性。

硅橡胶常用于制备密封件、隔振垫等。

7. 硅材料在半导体工业中的应用：由于硅具有半导体特性，因此在半导体工业中，硅被广泛应用于制备集成电路、太阳能电池等。

三、硅及其化合物的重要性硅及其化合物在现代工业和科技领域具有重要的地位和应用价值。

硅材料的独特性能使其成为电子行业中不可或缺的材料，半导体工业的发展离不开硅材料。

此外，硅化合物在建筑材料、化工原料、橡胶和塑料等领域也起着重要作用。

第 1 页 共 3 页高中化学硅和硅酸盐工业知识点规律大全1．碳族元素[碳族元素] 包括碳(6C)、硅(14Si)、锗(32Ge)、锡(50Sn)和铅(82Pb)5种元素．碳族元素位于元素周期表中第ⅣA 族。

[碳族元素的原子结构] (1) 相似性：①最外层电子数均为4个；②主要化合价：+2价、+4价．其中C 、Si 、Ge 、Sn 的+4价化合物稳定；Pb 的+2价的化合物稳定，但+4价的Pb 的化合物却是不稳定的，如PbO 2具有强氧化性。

(2)递变规律：按碳、硅、锗、锡、铅的顺序，随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大，失电子能力增强，得电子能力减弱，非金属性减弱，金属性增强。

由于碳族元素的最外层为4个电子，因此由非金属性向金属性递变的趋势很明显。

在碳族元素的单质中，碳是非金属；硅虽然是非金属，但却貌似金属(为灰黑色固体)，且为半导体；锗具有两性，但金属性比非金属性强，为半导体；锡和铅为金属。

*[C 60] C 60与金刚石、石墨一样，都属于碳的同素异形体。

C 60是一种由60个碳原子构成的单质分子，其形状如球状的多面体，在C 60分子中有12个五边形和20个六边形。

[硅](1)硅在自然界中的含量：硅在地壳中的含量居第二位(含量第一位的为氧元素)。

(2)硅在自然界中的存在形式：自然界中无单质硅，硅元素全部以化合态存在，如二氧化硅、硅酸盐等．化合态的硅是构成地壳的矿石和岩石的主要成分。

(3)单质硅的物理性质：单质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。

其熔点、沸点很高，硬度很大(晶体硅的结构类似于金刚石)。

晶体硅是半导体。

(4)单质硅的化学性质：①在常温下，硅的化学性质不活泼，不与O 2、Cl 2、H 2SO 4、HNO 3等发生反应，但能与F 2、HF 和强碱反应。

例如：Si + 2NaOH + H 2O ＝Na 2SiO 3 + 2H 2↑②在加热时，研细的硅能在氧气中燃烧：Si + O 2SiO 2(5)用途：①硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池。

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、半成甜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钳堆竭中经灼烧恒重后，加H2F2+H2SO1 （或）硝酸处理后，再灼烧至恒重计算SiO?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。

SiO?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HFo3、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°C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。

（~）原子吸收分光光度法试样经氢氟酸和高氯酸分解后，分収一定量的溶液，以總盐消除硅、铝、钛等对铁的干扰。

在空气一乙烘火焰中，于波长24& 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二3.0 ,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屮，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-般主要指化合水和二氧化碳（还有少量的硫氟氯有机质等）。

硅酸盐是一类重要的无机材料，其结构中的硅原子起着至关重要的作用。

硅原子的杂化方式对硅酸盐的性质和应用具有重要影响。

本文将介绍硅酸盐中硅的杂化方式，并通过事实举例来说明。

一、硅酸盐中硅的杂化方式的概述硅原子的杂化方式是指硅原子的4个价电子如何重新分配形成化学键。

硅酸盐中硅原子常常采用sp3杂化方式，即一个s轨道和三个p轨道形成四个等能量的sp3杂化轨道。

这种杂化方式使硅原子能够形成四个共价键，与其他元素形成稳定的化合物。

二、sp3杂化方式在硅酸盐中的应用举例1. 硅酸盐玻璃硅酸盐玻璃是一种广泛应用的材料，其主要成分是二氧化硅（SiO2）。

在硅酸盐玻璃中，硅原子通过sp3杂化方式形成四个等能量的sp3杂化轨道，与氧原子形成四个共价键。

这种杂化方式使得硅酸盐玻璃具有优良的物理性质，如高熔点、高抗热震性和优异的光学透明性。

2. 硅酸盐水泥硅酸盐水泥是建筑材料中常用的一种。

在硅酸盐水泥中，硅原子通过sp3杂化方式形成四个等能量的sp3杂化轨道，与氧原子形成四个共价键。

这种杂化方式使得硅酸盐水泥具有优良的硬化性能和抗压强度，适用于各种建筑工程。

3. 硅酸盐陶瓷硅酸盐陶瓷是一种常见的陶瓷材料，其主要成分是硅酸盐矿物。

在硅酸盐陶瓷中，硅原子通过sp3杂化方式形成四个等能量的sp3杂化轨道，与其他元素形成稳定的化合物。

这种杂化方式使得硅酸盐陶瓷具有良好的化学稳定性和耐高温性能，适用于各种工业领域。

三、硅酸盐中硅的杂化方式的意义硅酸盐中硅的杂化方式对硅酸盐材料的性质和应用具有重要影响。

sp3杂化方式使硅原子能够形成四个共价键，增加了硅酸盐材料的稳定性和硬度。

同时，这种杂化方式也使硅酸盐材料具有优异的导电性能和光学性能，适用于电子器件和光学器件等领域。

总结：硅酸盐中硅的杂化方式是硅酸盐材料性质和应用的基础。

sp3杂化方式使硅原子能够形成四个共价键，增加了硅酸盐材料的稳定性和硬度。

硅酸盐玻璃、硅酸盐水泥和硅酸盐陶瓷等材料的应用均依赖于硅原子的sp3杂化方式。

实蹲市安分阳光实验学校课时跟踪检测（二十）硅酸盐和硅单质1．下列物质不属于硅酸盐的是( )A．黏土B．石英C．Al2Si2O5(OH)4D．Mg2SiO4解析：选B 硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，黏土、Al2Si2O5(OH)4、Mg2SiO4均是硅酸盐，石英是二氧化硅，属于酸性氧化物。

2．水玻璃是建筑行业常用的黏合剂，并可用于木材防火和防腐处理。

水玻璃为( )A．CaSiO3固体B．SiO2C．Na2SiO3水溶液D．H2SiO3解析：选C 水玻璃是硅酸钠的水溶液。

3．硅酸铜钡是当今用最技术合成的一种物质，然而，家惊奇地发现，我国秦朝兵马俑用的一种颜料竟也是硅酸铜钡。

依据以上事实推测下列关于硅酸铜钡的说法错误的是( )A．硅酸铜钡属于硅酸盐B．硅酸铜钡难溶于水C．硅酸铜钡难被氧化D．硅酸铜钡易溶于水解析：选D 根据名称判断，硅酸铜钡为硅酸盐，符合硅酸盐的通性，不溶于水，稳不易被氧化，故D错。

4．下列说法错误的是( )A．硅是制造太阳能电池的常用材料B．二氧化硅是制造光导纤维的材料C．常温下硅性质活泼，可以与氯气、强酸、强碱溶液起反D．水玻璃可用作木材防火剂解析：选C 硅单质性质稳，常温下与Cl2、强酸物质不反，C项错误。

5．下列离子方程式书写正确的是( )A．二氧化硅跟氢氟酸反：SiO2＋4H＋===Si4＋＋2H2OB．碳酸钡溶于稀硝酸：CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2OC．硅跟氢氧化钾溶液反：Si＋2OH－＋2H2O===SiO2－3＋3H2↑D．把水玻璃滴入盐酸中：SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓解析：选D A项氢氟酸为弱酸，写学式HF，生成的产物SiF4是挥发性物质，也写学式；B项BaCO3是难溶物质，写学式；C项未配平，正确的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑。

6．有一粗硅，含铁和硅两种成分，取质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出量的氢气，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是( )①物质的量之比为1∶1②物质的量之比为2∶1③质量之比为4∶1④质量之比为2∶1A．①③ B．②③C．①④ D．②④解析：选B 粗硅与稀盐酸反是铁与稀盐酸反：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；粗硅与稀氢氧化钠溶液反是硅与稀氢氧化钠溶液反：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑，因放出量氢气，则铁与硅的物质的量之比为2∶1，质量之比为4∶1。

砂中之宝——硅当你漫步在海岸、河边,看到那些洁净的砂粒，你未必会注意它.常言道：“砂里淘金”.可是历来人们总是毫不可惜地把砂子丢弃.但你是否知道，砂子里面还含有一种比金子有用得多的元素呢？这就是硅，如果说碳是有机世界的“主角”，那么，无机世界的“主角"该算是硅了.硅是地壳中第二个含量最多的元素，仅次于氧。

在地壳中，绝大部分的硅是以二氧化硅的形式存在的,据统计，二氧化硅占地壳总重量的百分之八十七！也就是说，硅和氧这两种最多的元素形成的化合物,几乎“垄断”了地壳。

大部分岩石和砂予中都含有二氧化硅。

虽然硅的化合物在地球上俯拾皆是，但是硅的发现却费了一番周折.早在十九世纪初，法国化学家就发现了不纯的无定形硅，不过，当时人们对它很不了解。

直到十多年后，人们才肯定它是一种新元素，又过了三十多年，人们才看到了硅的真面目。

原来，它披一件灰色的“衣服”，能像金属一样发光。

硅在常温下比较“文静”，但在熔融状态就变得特别活泼好动,能和许多物质发生化学反应，所以在自然界中人们从来没有发现过单独存在的硅。

对于大多数人来说，竹子并不是一种十分陌生的植物。

一提起它,人们都会知道它的“身材”十分“苗条"，可是它又长得非常高，有些人也许很替它担心，要是一股大风刮过，会不会把它吹倒呢？对这你们不用担心，无论多大的风也吹不倒竹子，至多也只能让它东摇西摆。

不信，你听，竹叶正”呼啦啦”地唱着胜利的歌。

这正是“疾风知劲草”呀.竹子为什么会不怕风呢？原来，在竹子的茎干中含有丰富的硅的化合物，它们能帮助竹子增加自己的强度和韧性，所以竹子的茎干十分坚韧挺拔，风拿它一点办法也没有.这就使得竹子在禾本科植物中“鹤立鸡群”。

竹子还有两个小“妹妹",名字叫小麦和水稻，可是她们却没有一点“骨气"，一遇风就会趴在地上，使得庄稼大量减产，这可叫农民伤透了心.怎么才能叫她们也变得不怕风呢？现在，人们在田地里撒上一些可溶性的硅酸菌盐肥料或硅酸肥料，就能治愈她们怕风的病根。

硅和硅酸盐教学设计科目：化学教师：授课时间：第周星期年月日教学过程教师个性化修改教学过程板书设问食品袋里的硅胶干燥剂，投影硅胶图片样品。

3.硅酸钠的用途。

硅酸的性质中，Na2SiO3与盐酸反应制硅胶的实验现象和说明的问题。

回答：产生白色浑浊。

说明硅酸是弱酸。

设问演示Na2SiO3E哪些用途？请观察以下几个实验，描述现象。

用玻璃塞塞紧的长期装水玻璃的试剂瓶，拔其瓶塞。

观察到瓶塞拔不出。

演示将用水玻璃浸过的且已干燥的布条放在火焰上烧。

将用水玻璃浸过的长期存放的鲜蛋敲观察到布条没有燃烧。

观察到鲜蛋没有坏。

设问板书由这几个实验事实说明Na2SiO3有什么用途？（1）黏合剂。

（2）耐火材料；（3）防腐剂。

纷纷说出Na2SiO3的用途：作黏合剂、耐火材料、防腐剂等。

阅读问题教材P77——硅酸盐如何具有保肥能力阅读、讨论。

展示分类展示硅酸盐产品：陶瓷、玻璃、水泥。

观看，考虑与生活的关系。

设问讲解为什么在英文中用“工心口@”表示中国？陶瓷在我国历史悠久，但目前发展状况不容乐观，还需各位作出不懈努力，弘扬民族文化精髓。

纷纷说出自己的看法：陶瓷是中国人发明并最早使用，欧洲人视中国陶瓷为无价之宝，所以欧洲人把瓷器叫做“China”。

久而久之“China”就成展示讲述展示秦兵马俑图片或录像。

瓷器在东汉晚期发明，而陶瓷主要含硅元素。

观看兵马俑图片或古瓷器图片、录像等，思索。