《硅的性质及硅酸盐》

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____________________________________ ________。

硅酸盐物理化学篇一：硅酸盐是一种广泛存在于自然界中的重要矿物质盐类,其化学性质和物理结构对其应用具有重要意义。

本文将介绍硅酸盐的基本概念、物理性质和化学性质,以及其在建筑材料、陶瓷、玻璃和其他领域中的应用。

正文:1. 基本概念硅酸盐是由硅和氧元素组成的无机化合物。

硅原子与氧原子以共价键结合形成硅氧化合物,如二氧化硅、三氧化硅等。

氧原子则与两个硅原子结合形成单晶硅、单晶硅、多晶硅等。

硅酸盐的化学式为Si2O3,是一种高纯度的无机化合物,具有高强度、高硬度、耐腐蚀和耐高温等特点。

2. 物理性质硅酸盐的物理性质主要包括晶体结构、熔点、沸点、硬度、密度和颜色等。

(1)晶体结构:硅酸盐的晶体结构属于立方晶系,其中硅和氧原子以共价键相连,形成六边形晶胞。

(2)熔点:硅酸盐的熔点一般在2300-2500°C之间,不同种类的硅酸盐熔点有所差异。

(3)沸点:硅酸盐的沸点一般在3440-3580°C之间,不同种类的硅酸盐沸点有所差异。

(4)硬度:硅酸盐的硬度在摩氏硬度表中属于中等硬度,不同种类的硅酸盐硬度有所差异。

(5)密度:硅酸盐的密度一般在2.7-3.1g/cm3之间,不同种类的硅酸盐密度有所差异。

(6)颜色:硅酸盐的颜色因种类而异,一般为灰色、白色、黄色等。

3. 化学性质硅酸盐的化学性质主要包括化学反应活性、酸碱性质、金属反应等。

(1)化学反应活性:硅酸盐与其他元素有很强的化学反应活性,如与铝、铁反应生成相应的硅酸盐化合物。

(2)酸碱性质:硅酸盐的水溶液呈中性,在酸和碱的作用下会发生相应的反应。

(3)金属反应:硅酸盐可以与一些金属反应生成相应的金属盐化合物,如与钠反应生成钠离子硅酸盐、与钾反应生成钾离子硅酸盐等。

硅酸盐具有广泛的化学和应用价值,其物理和化学性质决定了其在建筑材料、陶瓷、玻璃和其他领域的广泛应用。

随着科技的不断进步,硅酸盐的应用前景将越来越广阔。

篇二：硅酸盐物理化学是一门研究硅酸盐及其相关物质的物理、化学和电学性质的学科,主要包括硅酸盐的结构、性质、合成和制备方法,以及硅酸盐在材料、化学和能源等领域的应用。

2020-2021学年高中化学人教版必修1学案：4.1 第2课时硅酸盐和硅单质含解析第2课时硅酸盐和硅单质一、硅酸盐1．概念：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。

2．硅酸盐的性质:硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定.3．硅酸盐组成的表示：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成.例如：Na2SiO3：Na2O·SiO2；长石：KAlSi3O8：K2O·Al2O3·6SiO2。

4．最常见的硅酸盐——Na2SiO3。

Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，能制备硅胶和木材防火剂。

5．三种常见的硅酸盐产品。

6.其他含硅的物质。

二、硅单质1．物理性质晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性。

晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。

2．化学性质(1)稳定性：常温下硅的化学性质不活泼，只能与氟气（F2)、氢氟酸（HF）和强碱溶液反应.化学方程式分别为：Si＋2F2===SiF4，Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

(2）还原性:在加热条件下,硅能与一些非金属单质发生反应：Si＋2Cl2错误!SiCl4，Si＋O2错误!SiO2，Si＋C错误!SiC。

3．工业制法（1)制粗硅：SiO2＋2C错误!Si(粗）＋2CO↑;(2）粗硅提纯：Si＋2Cl2错误!SiCl4,SiCl4＋2H2错误!Si(纯)＋4HCl。

4．用途（1)用做半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。

（2)制合金，如含硅4%的钢可制成变压器的铁芯,含硅15％的钢可制造耐酸设备等。

（3）制造光电池，将光能直接转换为电能。

知识点一硅酸盐的表示方法1．规律通常用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成。

硅酸盐中的硅元素以SiO2的形式表示，金属元素如Na、K、Mg、Al、Ca等，以它们常见的氧化物形式表示,氢元素以H2O的形式表示。

硅的化学知识点总结硅的化学性质硅是一种化学性质非常稳定的元素，具有多种氧化态。

在元素周期表中，硅位于第14族，因此具有4个价电子。

硅可以形成SiO2，硅酸盐，硅氧烷等化合物。

硅的氧化物主要有SiO2，它具有极高的化学稳定性和高熔点，是一种常见的无机物质。

用途硅是一种重要的工业原料，广泛用于半导体、光伏、玻璃、陶瓷、橡胶、油漆等行业。

在半导体行业中，硅是制造集成电路的主要材料，是现代电子产业的核心原料之一。

在光伏行业中，硅是制造太阳能电池的主要原材料，是可再生能源的重要组成部分。

此外，硅还被用于制造合金、有机硅化合物、聚硅氧烷等化学产品。

硅的制备硅主要以二氧化硅为原料制备。

首先通过碳热还原法或金属硅热还原法，将二氧化硅与碳或金属硅加热至高温，使之发生化学反应，生成金属硅。

然后通过冶炼、晶体生长、等离子体增强化学气相沉积等工艺，得到纯度较高的硅材料。

硅的特点硅是地壳中含量最丰富的元素之一，占地壳质量的27.8%，是地球上第二多的元素。

硅在自然界中主要以二氧化硅的形式存在，如石英、玻璃、水晶、葡萄石等。

硅是一种化学性质非常稳定的元素，具有很高的熔点和沸点，同时还具有良好的导电性和热导性。

此外，硅还具有较高的机械强度和耐腐蚀性，是一种非常重要的结构材料。

硅的性能硅的热导率很高，是金属的1/3，硅的熔点高，且热膨胀系数小，导电性良好，化学性质稳定。

硅制品常使用所谓不锈坚硅。

硅的电导率只有铜的1/1 000 000 左右，但是化学上和物理上都是不锈的材料，材料的磁导率是导电体中最低的，适合在微波设备电子管等高频设备中使用。

硅在化学工业方面硅在化学工业方面被用于制备硅酸盐砖、硅酸盐瓦等建筑材料。

用它制备耐火橡胶、耐火漆等。

硅酸盐不仅广泛存在于人造材料中，也是无机天然材料，如石英、石膏、方解石等。

硅在电子行业方面硅在电子行业方面是一种重要原材料。

硅占据很大比重，它在电力电子领域是半导体器件基本材料。

现代电子工业的发展离开硅是难以想象的，集成电路和电子管都是以硅为基础制造的，对硅晶圆生产工艺，生产线配备。

硅 及 其 化 合 物 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F 2、HF 和NaOH 溶液反应。

Si ＋2F 2＝SiF 4 Si ＋4HF ＝SiF 4↑＋2H 2↑ Si ＋2NaOH ＋H 2O ＝Na 2SiO 3＋2H 2↑②在高温条件下，单质硅能与O 2和Cl 2等非金属单质反应。

Si ＋O 2SiO 2 Si ＋2Cl 2SiCl 4（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SiO 2可制得粗硅。

SiO 2＋2C ＝Si(粗)＋2CO ↑ Si(粗)＋2Cl 2＝SiCl 4 SiCl 4＋2H 2＝Si(纯)＋4HCl2、二氧化硅（SiO 2）：（1）SiO 2的空间结构：立体网状结构，SiO 2直接由原子构成，不存在单个SiO 2分子。

（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。

（3）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：SiO 2＋2NaOH ＝Na 2SiO 3＋H 2O （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）。

②与氢氟酸反应[SiO 2的特性]：SiO 2＋4HF ＝SiF 4↑+2H 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）。

③高温下与碱性氧化物反应：SiO 2＋CaO CaSiO 3（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。

关于硅的知识点总结如下：
1. 物理性质：硅是半导体材料，具有灰黑色、硬脆的固体性质，且熔点较高，为2303K。

2. 化学性质：硅在常温下不与非氧化性酸反应，但能与氢氟酸反应生成四氟化硅气体。

此外，硅也能与强碱
溶液反应生成硅酸盐和氢气。

3. 用途：硅是现代信息技术的关键元素，被广泛应用于电子工业和半导体制造业等领域。

此外，硅还用于制
造陶瓷、玻璃、耐火材料等。

4. 制备方法：工业上通常采用碳在高温下还原二氧化硅的方法制取硅，即用焦炭还原石英砂或用氢气还原四
氯化硅来制备高纯度硅。

5. 硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是地壳中含量最丰富的矿物之一。

常见的硅
酸盐包括长石、云母、黏土等。

6. 硅酸盐工业：硅酸盐工业是以含硅元素物质为原料通过高温加热制取技术制成陶瓷、玻璃、水泥等硅酸盐
产品的工业。

综上所述，硅作为一种重要的半导体材料，在电子工业、半导体制造业等领域具有广泛应用。

了解硅的性质、用途、制备方法和硅酸盐工业等方面的知识有助于更好地认识和应用硅材料。

无机非金属材料的主角——硅【知识要点】一、硅1．物理性质晶体硅是一种色具有光泽，硬而脆的固体，熔沸点较高，能导电，是良好的材料。

在自然界中只能以化合态存在。

主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。

其元素含量在地壳中居第位。

2．化学性质化学性质〔和碳相似〕——形成共价化合物，化学性质不活泼。

①常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸〔HF〕和烧碱等物质反应:方程式、、②加热条件下，能跟一些非金属单质〔氧气、氢气〕起反应。

〔3〕工业制法：〔焦炭在电炉中复原二氧化硅得到粗硅〕粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。

〔3〕用途：①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等；②制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。

二、二氧化硅1．物理性质硬度大，熔沸点高，不导电，不溶于水。

等的主要成分都是二氧化硅，它一般可用于制造光导纤维。

2．化学性质CO2SiO2与碱性氧化物反应与碱液反应与盐反应2Na2CO3+SiO2 CaCO3+SiO2与碳反应与H2O作用与酸反应〔一〕硅酸1. 物理性质2. 制备方法3. 化学性质4. 用途〔二〕硅酸盐〔1〕性质特征：性质稳定，熔点较高，大都溶于水。

〔2〕主要原料：黏土〔Al2O3·2SiO2·2H2O〕、石英〔SiO2〕和长石〔钾长石K2O·Al2O3·6SiO2或钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2〕。

〔3〕主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃〔Na2SiO3的水溶液〕等。

水泥玻璃〔普通〕原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO·6SiO2特性水硬性〔加石膏调节硬化速度〕玻璃态物质〔在一定温度范围内软化〕非晶体要点精讲一、二氧化硅和硅酸【典型例题】例1．以下物质中，不能通过化合反应制取的是〔〕A．H2SiO3B．Fe(OH)3C．Fe(NO3)2D．CaSiO3例2．以下各组物质中不起反应的是〔〕A．SiO2与纯碱共熔B．CO2通入Na2SiO3溶液C．SiO2与大理石共熔D．SiO2和浓H2SO4共热例3．碳化硅〔SiC〕的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。