高一化学知识点总结必修一41硅无机非金属材料
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一高一级化学第四章知识点总结无机非金属材料的主角硅化学在与物理学、生物学、地理学、天文学等学科的相互渗透中,得到了迅速的进展,也推动了其他学科和技术的进展。
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知识点1二氧化硅和硅酸一、二氧化硅1.存在:地球上存在的二氧化硅.其存在形状有结晶形和无定形两大类,统称硅石。
2.结构(1)SiO2晶体的差不多结构单元呈四面体形,每个Si原子周围结合4个O,每个O 原子跟2个Si相结合,Si与O原子按1:2的比例组成立体网状结构的晶体。
(2)石英晶体是结晶的二氧化硅,石英中无色透亮的晶体叫水晶,具有彩色环带状或层状的称为玛瑙,沙子中含有小粒的石英晶体。
3.物理性质:SiO2难溶于水,熔点专门高,硬度专门大。
4.化学性质(1)不爽朗性:常温下,与水不反应,氢氟酸是惟一能够与之反应的酸,化学方程式:SiO2+4HF=SiF4+2H2O玻璃中含SiO2,因此能够用氢氟酸来雕刻玻璃,氢氟酸必须用塑料瓶盛装。
(2)具有酸性氧化物的通性:①与碱性氧化物反应:SiO2+CaOCaSiO3②与烧碱溶液反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O盛NaOH等碱性溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的缘故:玻璃的成分中含有SiO2被碱腐蚀生成有粘性的矿物胶Na2SiO3 会将玻璃塞与玻璃瓶粘在一起打不开。
5.用途(1)沙子是差不多的建筑材料。
(2)纯洁的SiO2是现代光学和光纤制品的差不多原料。
(3)用石英和玛瑙制作饰物和工艺品。
二、硅酸1.硅酸的性质(1)是一种专门弱的酸,酸性:H2SiO3(2)不稳固(比H2CO3稳固)受热易分解:H2SiO3==H2O+SiO2 (3)硅酸在水中的溶解度专门小。
2.硅酸的制备(1)硅酸的酸酐为SiO2,因其不溶于水也不与水反应,因此一样不能直截了当用SiO2制备硅酸。
(2)可通过可溶性的硅酸盐与其他酸反应制得,所生成的H2SiO3易聚合形成胶体溶液-----硅酸溶胶;硅酸浓度较大时则形成软而透亮的、胶冻状的硅酸凝胶;硅酸凝胶干燥脱水硅酸干凝胶,又称为硅胶,吸附水分能力强,常用作干燥剂,也用作催化剂的载体。
高一化学必修一《非金属及其化合物》知识点汇总高一化学必修一《非金属及其化合物》知识点汇总第一节无机非金属材料的主角―硅硅及硅的化合物的相互关系(涉及到的方程式要求每位同学都要过关)一、硅单质1.物理性质单质硅有游离态和化合态两种。
熔点高、硬度大、是良好的半导体材料,可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器、半导体器件,太阳能电池。
硅的原子结构示意图为_____。
2.化学性质硅在常温下化学性质稳定。
一定条件下,可发生化学反应。
写出下列变化的化学方程式:①硅和非金属反应:和O2:②和NaOH溶液反应:。
③和氢氟酸反应:。
二、二氧化硅和硅酸盐1.二氧化硅①硅是一种亲氧元素,在自然界中总是与氧相互化合,所以在氧化气氛包围的地球上,硅主要以熔点很高的是SiO2和硅酸盐形式存在。
SiO2是硅最重要的化合物。
二氧化硅具有空间网状结构。
密度和硬度都大。
③化学性质。
写出下列变化的化学方程式。
a.和强碱反应(NaOH):;玻璃的组成成分中含有二氧化硅,故存放碱性试剂的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞。
b.和碱性氧化物反应:;c.和HF酸反应:。
玻璃的组成成分中含有二氧化硅,故氢氟酸不能存放在玻璃试剂瓶中。
氢氟酸可用塑料瓶盛装。
2.硅酸和硅酸盐①H2SiO3酸性比碳酸弱,溶解度小。
可由硅酸盐和强酸反应来制备。
如:向Na2SiO3溶液中滴加HCl,可发生反应:得到硅酸。
硅酸凝胶经干燥脱水形成硅酸干胶,称为“硅胶”。
它是优良的吸附剂,也可作催化剂的载体。
②碳化硅俗称金刚砂,具有金刚石结构,有很大的硬度。
工业上金刚砂的制备原理(用化学方程式表示)为:SiO2+3CSiC+ 2CO。
在这个反应中,氧化剂是__________,还原剂是__________,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
三、硅酸盐组成的表示硅酸盐种类繁多,结构复杂,组成各异,通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。
如:硅酸钠表示为:Na2O?SiO2。
高中化学——非金属及化合物知识点总结一、硅及其化合物(一)硅1、硅的存在和物理性质(1)存在:只以化合态存在,主要以SiO2和硅酸盐的形式存在于地壳岩层里,在地壳中含量居第二位。
(2)物理性质:晶体硅是一种灰黑色固体,具有金属光泽,硬而脆的固体,熔沸点较高,能导电,是良好的半导体材料。
2、硅的化学性质3、用途:制造半导体、计算机芯片、太阳能电池。
(二)CO2和SiO2的比较(三)硅酸及硅酸盐1、硅酸(1)物理性质:与一般的无机含氧酸不同,硅酸难溶于水。
(2)化学性质:①弱酸性:是二元弱酸,酸性比碳酸弱,与NaOH溶液反应的化学方程式为:②. 不稳定性:受热易分解,化学方程式为:(3)制备:通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得,如Na2SiO3溶液与盐酸反应:(4)用途:硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。
2、硅酸盐定义:硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。
(1)硅酸盐结构复杂,一般不溶于水,性质很稳定。
通常用氧化物的形式来表示其组成。
例如:硅酸钠Na2SiO3(Na2O·SiO2),高岭石Al2Si2O5(OH)4(Al2O3·2SiO2·2H2O)。
书写顺序为:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
注意事项:① 氧化物之间以“·”隔开;②计量数配置出现分数应化为整数。
(2)硅酸钠:Na2SiO3,其水溶液俗名水玻璃,是一种无色粘稠液体,是一种矿物胶,用作黏合剂和木材防火剂。
(四)常见无极非金属材料及其主要用途(五)总结提升1、硅(1)硅的非金属性弱于碳,但碳在自然界中既有游离态又有化合态,而硅却只有化合态。
(2)硅的还原性强于碳,但碳能还原SiO2产生,但Si能跟碱溶液作用放出(3)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2H:2(4)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应,但硅能跟氢氟酸反应。
(5)非金属单质一般为非导体,但硅为半导体。
2、二氧化硅(1)非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO2的熔点却很高。
第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角------硅一、二氧化硅1、物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水2、结构:四面体空间网状结构,一个Si周围有四个O,一个O周围有四个Si3、化学性质:很稳定。
(1)二氧化硅是酸性氧化物:能与碱或碱性氧化物反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O生成的硅酸钠黏性比较大,故盛装碱溶液的玻璃试剂瓶不能使用玻璃塞,而要使用橡胶塞SiO2+CaO=CaSiO3(2)氢氟酸是唯一能与二氧化硅反应的酸SiO2+4HF=SiF4↑+H2O氢氟酸会腐蚀玻璃,可用来雕刻玻璃,盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶,而要使用塑料瓶。
4、二氧化硅的应用:制光导纤维、硅、玻璃、工艺品(石英,水晶、玛瑙)二、硅酸1、制备:Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体) 硅酸为不溶于水的白色胶状固体,酸性比碳酸弱往硅酸钠溶液中通入CO2,有白色的硅酸生成:Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3(胶体)2、用途:硅酸脱水后制得硅胶,可作干燥剂;催化剂载体。
三、硅酸盐1、硅酸钠:(1)俗称及用途:硅酸钠的水溶液称为水玻璃,可作肥皂填料、木材防火剂、粘胶剂。
注意:水玻璃(即硅酸钠溶液)在空气中易与CO2反应生成H2SiO3而变质,故应密封保存2、硅酸盐(1)硅酸盐的用途:制陶瓷、玻璃、水泥(传统三大无机非金属材料)(2)硅酸盐的书写:①化学式法:适用于简单的硅酸盐如:Na2SiO3,K2SiO3、CaSiO3等。
②氧化物法: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)4 Al2O3·2SiO2·2H2O正长石:KAlSi3O8不能写成K2O·Al2O3·3SiO2 ,应写成K2O·Al2O3·6SiO2四、单质硅:1、存在形式:晶体硅和无定形。
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一、硅元素:无机非金属材料中的主角,在地壳中含量26.3%,次于氧。
是一种亲氧元素,以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中,占地壳质量90%以上。
位于第3周期,第ⅣA族碳的下方。
Si对比C最外层有4个电子,主要形成四价的化合物。
二、二氧化硅(SiO2)天然存在的二氧化硅称为硅石,包括结晶形和无定形。
石英是常见的结晶形二氧化硅,其中无色透明的就是水晶,具有彩色环带状或层状的是玛瑙。
二氧化硅晶体为立体网状结构,基本单元是[SiO4],因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。
(玛瑙饰物,石英坩埚,光导纤维)物理:熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好化学:化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应,可以与强碱(NaOH)反应,是酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OSiO2+CaO===(高温)CaSiO3SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O不能用玻璃瓶装HF,装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。
三、硅酸(H2SiO3)酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2不溶于水,硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。
Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl硅胶多孔疏松,可作干燥剂,催化剂的载体。
四、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,分布广,结构复杂化学性质稳定。
一般不溶于水。
(Na2SiO3、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3:可溶,其水溶液称作水玻璃和泡花碱,可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。
常用硅酸盐产品:玻璃、陶瓷、水泥五、硅单质与碳相似,有晶体和无定形两种。
高一化学人教版硅的知识点硅是一种重要的无机非金属元素,化学符号为Si,原子序数为14。
它在地壳中的含量排名第二,仅次于氧气。
硅具有广泛的应用领域,包括电子工业、建筑材料和冶金等。
本文将介绍几个关于硅的基本知识点。
1. 硅的性质硅是一种质地坚硬、具有光泽的晶体,呈灰白色或暗灰色。
它是一种半导体材料,具有良好的导电性能。
硅的熔点为1414℃,沸点为3265℃。
在常温下,硅对大多数酸和碱都不溶解,但在浓烈的碱性溶液中可以被溶解。
2. 硅的结构和原子排列硅的结构是由硅原子构成的晶体结构。
硅原子有四个价电子,它们可以与其他硅原子形成共价键,形成硅晶体的三维结构。
硅晶体的结构类似于钻石结构,每个硅原子都与四个相邻硅原子紧密地连接在一起。
3. 硅的存在形式硅在自然界中存在多种形式,其中最常见的是二氧化硅(SiO2)。
二氧化硅是一种无机化合物,可以以石英、石英砂、水晶等形态存在。
此外,硅还可以以硅酸盐的形式存在,例如长石和石榴石。
4. 硅的应用硅具有广泛的应用领域。
首先,硅在电子工业中扮演着重要的角色。
硅材料广泛用于制造半导体器件,如晶体管、集成电路等。
其次,硅也用作建筑材料。
二氧化硅具有优秀的耐火性能和绝缘性能,被广泛应用于耐火材料、玻璃和陶瓷制品等领域。
此外,硅还用于制造合金和冶金工业。
5. 硅的重要性硅的重要性不容忽视。
首先,硅是地壳中含量最丰富的元素之一,对于地球的化学组成和地质作用具有重要影响。
其次,硅在现代工业中扮演着重要角色。
半导体材料的应用推动了信息技术的迅猛发展,而硅正是半导体材料的主要组成部分。
另外,硅的耐火性能和绝缘性能也为许多工业提供了可靠的材料。
总结:本文介绍了高一化学人教版硅的知识点,包括硅的性质、结构和原子排列、存在形式、应用和重要性。
硅作为一种重要的无机非金属元素,具有广泛的应用领域。
了解硅的相关知识,可以帮助我们更好地理解其在现代工业中的重要性。
高一化学必修一硅知识点硅是化学元素周期表中的第14号元素,其原子序数为14,化学符号为Si。
它在自然界中广泛存在,是地壳中含量第2多的元素,仅次于氧。
硅具有丰富的资源,是许多工业领域不可或缺的重要原料。
在高一化学必修一中,我们学习了关于硅的一些基本知识和应用,本文将就硅的特性、用途、化合物等方面进行探讨。
1. 硅的特性硅是一种非金属元素,具有许多独特的物理和化学特性。
首先,硅是一种半导体材料,它的导电性介于导体和绝缘体之间,具备了电子器件制造中的重要地位。
其次,硅具有很高的熔点和沸点,使得它在高温环境下能够保持良好的稳定性。
此外,硅的化学稳定性较强,不易受到酸和碱的侵蚀,因此被广泛应用于化学实验室和工业生产中。
2. 硅的应用领域硅作为一种重要的工业原料,广泛应用于各个领域。
首先,硅是玻璃和陶瓷材料的重要组成部分,具有优良的耐热性和耐腐蚀性,使得它在建筑、制造等方面具备广泛用途。
其次,硅是半导体行业的关键材料,被应用于电子、通信、计算机等高科技领域。
此外,硅还被用作合金添加剂、橡胶和涂料的原料等多个领域,发挥着不可替代的作用。
3. 硅的化合物硅能与其他元素形成多种化合物,其中最为常见的是硅酸盐。
硅酸盐是一类含有硅元素的化合物,其结构由硅原子、氧原子和金属或非金属元素构成。
硅酸盐在地壳中广泛存在,是许多岩石和矿石的成分之一。
此外,硅酸盐还是许多材料的主要组成部分,如玻璃、瓷砖、水泥等。
另外,硅还能与氧气形成二氧化硅,它是一种无机非金属颗粒,常见于沙土、玻璃等物质中。
4. 硅的环境影响虽然硅在许多领域中具有重要的应用价值,但它的开采和加工过程也会对环境造成一定的影响。
首先,硅开采需要破坏地壳结构,可能导致土地沉陷和地质灾害。
其次,硅加工过程中产生的废水和废气可能含有污染物,对水源和大气环境造成污染。
为了减少这些环境影响,科学家和工程师正致力于开发环保型的硅提取和加工技术,以确保可持续发展。
在高一化学必修一中,我们只是初步了解了硅的一些基本知识和应用。
高一化学无机非金属材料的主角硅知识点总结对于硅,化学符号为Si,旧称矽,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上第三周期,IVA族的类金属元素。
硅也是极为常见的一种元素,不过它极少以单质的形式在自然界出现,而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式,广泛存有于岩石、砂砾、尘土之中。
硅在宇宙中的储量排在第八位。
在地壳中,它是第二丰富的元素,构成地壳总质量的26.4%,仅次于第一位的氧(49.4%)。
硅是人体必需的微量元素之一。
占体重的0.026%。
硅与骨软骨及结蒂组织的代谢有密切的关系,对于骨质疏松症具有很好的治疗作用。
硅不但能够促动骨软骨胶原、蛋白多糖的合成,而且还促动结蒂组织的形成,并作为结蒂组织的组分起着结构的作用。
硅的缺乏对生长发育及骨的代谢都有一定的影响。
硅是维持人体正常生命活动不可缺少的必需微量元素,主要存有于高纤维食物、谷类皮中以及根茎类蔬菜中。
食物来源:硅存有于高纤维食物、谷类皮中以及根茎类蔬菜,而肉、鱼和乳类含量较少。
食物在精制时易丢失,如全燕麦含量为460mg/100g,而精制后仅有13mg/100g。
全大米含36mg/100mg,精制后为7mg/100g,水也是硅的主要摄入来源,水中硅含量为2~12mg/L。
科学研究表明,硅的平均摄取数值仍然是20 - 30毫克/天。
硅主要经过消化和呼吸道进入人体。
一般人群主要通过饮食及含硅的药物(如抗酸剂三硅化镁)摄入硅,而一些职业人群主要通过呼吸道吸入硅。
在自然界不存有游离的元素硅,硅的吸收率依不同的结合形式而有很大不同。
硅酸铝和二氧化硅都不易吸收,吸收率约1%。
而一些有机硅吸收率可达30%~50%。
一些因素如衰老和雌激素减少可明显降低吸收硅的水平。
进入消化道的硅,可经胃肠黏膜吸收入血和淋巴系统,但吸收过程尚不清楚。
硅随血液循环分布到全身各组织,然后主要通过尿液排出,在尿液中可能以正硅酸镁的形式存有。
脱落的皮肤细胞、毛发、指(趾)甲也是硅丢失的途径。
第一节无机非金属材料的主角——硅考点一碳族元素1.碳族元素的化合价碳族元素常见化合价为+2和+4,其中碳、硅、锗、锡的+4价化合物较稳定,而铅的+2价化合物稳定。
由氧化还原反应的化合价升降来研究碳族元素的物质,其性质规律如下:(1)碳族元素的单质以还原性为主,如碳、硅都被氧气氧化。
碳作还原剂,温度越高,还原性越强,高温时碳可还原氧化铜。
锡、铅都能与盐酸反应置换出氢气等。
(2)+2 价化合物有还原性。
如CO高温时能还原某些金属氧化物(Fe2O3、CuO等)。
(3)+4 价化合物有氧化性。
如CO2和碳高温下反应生成CO,PbO2在化学反应中是强氧化剂等。
2.除去CO、CO2气体中混有的杂质(括号内为杂质)(1)CO(CO2) :通过盛有的澄清石灰水洗气瓶。
(2)CO2(CO):通过盛放灼热CuO 的硬质玻璃官。
(3)CO2(O2):通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管。
(4)CO2(SO2):通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液。
(5)CO2(HCl):通过饱和NaHCO3溶液。
(6)CO2(H2S):通过CuSO4溶液。
考点二碳酸盐性质的一般规律1.溶解性规律:碱金属的正盐溶解度大于酸式盐(如:Na2CO3>NaHCO3);碱土金属(第ⅡA族)的正盐溶解度小于酸式盐〔如:CaCO3<Ca(HCO3)2〕。
2.稳定性:难溶性的碳酸盐、(NH4)2CO3及酸式盐受热易分解;可溶性的碳酸盐较稳定,受热难分解;一般来说:稳定性大小顺序为正盐>酸式盐。
3.酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断。
如在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH 溶液:Ca(HCO 3)2+NaOH CaCO3↓+NaHCO3+H2O(NaOH少量)Ca(HCO 3)2+2NaOH CaCO3↓+Na2CO3+2H2O(NaOH过量)4.CO32-和HCO3-的检验(1)CO32-的检验方法:向待检溶液中滴加过量的CaCl2溶液,生成白色沉淀,再加入稀盐酸或稀硝酸,白色沉淀又溶解,且生成无色、无味的气体,则检得溶液中有CO32-。
《硅无机非金属材料》知识清单一、硅元素的存在与性质硅是地壳中含量仅次于氧的元素,广泛存在于自然界中。
硅在自然界中主要以二氧化硅(SiO₂)和硅酸盐的形式存在。
硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体,具有一定的导电性,但导电性远不如金属。
硅的化学性质相对稳定,在常温下不易与大多数物质发生反应,但在高温下能与氧气、氯气等多种物质反应。
二、二氧化硅(SiO₂)1、物理性质二氧化硅是一种坚硬、难熔的固体,不溶于水。
常见的二氧化硅晶体有石英、玛瑙等。
2、化学性质二氧化硅具有酸性氧化物的通性,能与碱(如氢氧化钠溶液)反应生成盐和水:SiO₂+ 2NaOH = Na₂SiO₃+ H₂O。
但二氧化硅与一般的酸(除氢氟酸外)不反应,它能与氢氟酸反应:SiO₂+ 4HF = SiF₄↑ + 2H₂O。
3、用途二氧化硅用途广泛。
石英可用于制造石英玻璃、石英钟表等;玛瑙常用于制作首饰;二氧化硅还是光导纤维的主要原料。
三、硅酸(H₂SiO₃)1、制备硅酸可以通过可溶性硅酸盐与酸反应制得,例如:Na₂SiO₃+2HCl = 2NaCl + H₂SiO₃↓。
2、性质硅酸是一种白色胶状沉淀,不溶于水,酸性很弱。
3、用途硅酸常用于制备硅胶,硅胶具有吸水性,可用作干燥剂。
四、硅酸盐1、性质硅酸盐大多不溶于水,化学性质稳定。
2、常见的硅酸盐硅酸钠(Na₂SiO₃),其水溶液俗称水玻璃,具有黏性,可作黏合剂和防火剂。
3、硅酸盐材料传统的硅酸盐材料包括陶瓷、玻璃、水泥等。
(1)陶瓷:是以黏土为原料,经过高温烧制而成,具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温等优点。
(2)玻璃:主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅,生产原料有石英砂、纯碱和石灰石。
(3)水泥:主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙,生产原料有石灰石和黏土。
五、硅单质1、物理性质硅单质有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、硬度大,有脆性。
2、化学性质硅在常温下化学性质不活泼,但在加热或高温条件下能与氧气、氯气等物质发生反应。
4.1 硅 无机非金属材料
一、半导体材料:
1、半导体材料是指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。
2、最早使用的半导体材料是锗。
3、目前使用最广泛的半导体材料是硅。
二、硅:
1、存在形式:
➢ 硅在地壳中的含量仅次于氧,排名第二位
➢ 硅在自然界中只仅以化合态存在,主要存在形式为二氧化硅和硅酸盐
2、分类:单质硅分为晶体硅和无定形硅(即非晶体硅)两种
3、物理性质:晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体
4、化学性质:
(1) 常温下:化学性质稳定,不活泼,除了跟氟气,氢氟酸,强碱 反应外,基本不跟其它物质反应(比如氧气,强酸等)
A 、硅跟氟气:Si +2F 2=SiF 4
B 、硅跟氢氟酸:Si +4HF =SiF 4↑+2H 2↑
C 、硅跟强碱(以NaOH 为例):Si +2NaOH +H 2O =Na 2SiO 3+2H 2↑
(2) 加热时:在加热条件下,硅可以和氧气、氯气等反应
A 、硅与氧气:Si +O 2
高温 SiO 2 B 、硅与氯气:Si +2Cl 2 高温 SiCl 4 5、硅的制备:
(1)
方程式为: (2) 粗硅提纯:将粗硅在高温下和氯气生成四氯化硅(液态),四氯化硅经分馏提纯后,再用氢气还原,即可值得高纯度的硅, SiO 2 + 2C 高温Si+2CO
方程式为:Si(粗)+2Cl 2=SiCl 4 SiCl 4+2H 2=Si(纯)+4HCl
6、硅的用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等
三、二氧化硅
1、存在形式:二氧化硅广泛存在自然界中,是沙子、石英的主要
成分,其中透明的石英晶体俗称水晶。
2、物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。
3、结构:立体网状结构,SiO 2属于原子晶体,直接由原子构成, 不存在单个SiO 2分子。
4、化学性质:
SiO 2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) 酸性氧化物:可以和碱反应生成盐和水,可以和碱性氧化物反应
➢ 与强碱反应:SiO 2+2NaOH =Na 2SiO 3+H 2O (生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用玻璃塞试剂瓶存放NaOH 溶液和Na 2SiO 3溶液,避免Na 2SiO 3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。
➢ 高温下与碱性氧化物反应:SiO 2+CaO
高温 CaSiO 3 (2)
方程式为: (3) 与氢氟酸反应:SiO 2+4HF =SiF 4↑2O (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)。
5、用途:光导纤维、压电材料等
四、硅酸(H 2SiO 3):
1、物理性质:不溶于水的白色胶状物,能形成硅胶,吸水能力强。
2、化学性质:H 2SiO 3是一种弱酸,酸性比碳酸还要弱,其酸酐为SiO 2,但SiO 2不溶于水,故不能直接由SiO 2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)
SiO 2 + 2C 高温Si+2CO
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。
五、硅酸盐:
1、简介: 硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,是传
统的无机非金属材料。
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)
2、物理性质:硅酸盐,熔点高,大多数难溶于水,
3、表示方法:
(1) 化学式法:对于简单的硅酸盐,一般直接用化学式来表示,
比如:硅酸钠,硅酸钙等。
(2) 氧化物法:对于复杂的硅酸盐,一般用氧化物的形式来表示,
但是并不是说硅酸盐就是由各种氧化物组成,其表示方法为:
A、先找出组成硅酸盐的组成元素,写成氧化物的形式,氧化物
前面用系数来使原子个数前后守恒,其中系数只能是整数,各
氧化物之间用·隔开,比如:正长石:KAlSi3O8不能写成
1 2K2O·
1
2
Al2O3·3SiO2,应写成K2O·Al2O3·6SiO2
B、当氧化物的种类有很多种时,一般按照活泼金属氧化物→较
活泼金属氧化物→二氧化硅→水的顺序来写,其中金属氧化
物的活泼性为氧化钾元>氧化钠>氧化钙>氧化铝
4、硅酸盐产品:玻璃、水泥、陶瓷
(1) 玻璃:
A、生产普通玻璃的主要原料:纯碱、石灰石、石英
B、生产设备:玻璃熔炉
C、形成玻璃的过程中的主要化学变化:
Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2高温CaSiO3+CO2↑
D、普通玻璃的主要成分:硅酸钠、硅酸钙、石英
E、种类:普通玻璃、铅玻璃、有色玻璃、钢化玻璃等。
➢其中铅玻璃因为折光率好,经常用作光学元件
➢有色玻璃:蓝色加入氧化钴,红色加入氧化亚铁
➢钢化玻璃:玻璃加热后,急剧冷却形成的
(2) 水泥
A、生产水泥的主要原料:黏土、石灰石
B、普通水泥的主要成分:硅酸三钙(3 CaO·SiO2)、
硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3 CaO·Al2O3)。
C、水泥的特点:具有水硬性
D、水泥的用途:用作钢筋混凝土(水泥、沙子、碎石的混合物
叫做混凝土)
(3) 陶瓷:
A、陶瓷是最早使用的硅酸盐产品
B、制造陶瓷的主要原料:黏土
C、陶瓷的优点:抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等
D、新型陶瓷材料:
➢高温结构陶瓷:主要包括氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷
➢生物陶瓷:氧化铝陶瓷等
➢压电陶瓷:能将极其微弱的机械振动转换成电信号。