硅及其化合物知识总结

硅及其化合物知识总结

1．硅单质(Si)

(1)存在：硅是一种亲氧元素，在自然界中以化合态存在，在地壳中的含量仅次于氧。(2)物理性质：晶体硅是灰黑色固体，硬度大，熔、沸点高，具有金属光泽。

(3)化学性质：常温下能与F 2、HF 、NaOH 反应；加热时能与H 2化合生成不稳定的氢化物SiH 4，还能与Cl 2、O 2化合分别生成SiCl 4、SiO 2。涉及的化学方程式如下：

2：Si ＋O 2=====△

SiO 2

2：Si ＋2F 2===SiF 4

2：Si ＋2Cl 2=====△SiCl 4

②与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。

③与NaOH 溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑(4)用途：①良好的半导体材料；②太阳能电池；③计算机芯片。(5)高纯硅的制备

①SiO 2＋2C=====高温

Si(粗)＋2CO ↑(1800~2000℃)②③

2．二氧化硅(SiO 2)(1)存在与形态

SiO 2的存在形态有结晶形和无定形两大类。

自然界中的二氧化硅，存在于沙子、水晶、玛瑙，石英等中。(2)结构

SiO 2是由Si 原子和O 原子按个数比1∶2直接构成的立体网状结构的晶体。(3)

二氧化硅与二氧化碳都是酸性氧化物，二者的性质与用途比较

性质与用途二氧化硅二氧化碳物理性质硬度大，熔、沸点高，不溶于水

熔、沸点低，可溶于水化学性质

与水反应不反应

CO 2＋H 2O

H 2CO 3

与酸反应（只与HF 反应）氢氟酸用于刻蚀玻璃：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O

不反应

与碱反应(如NaOH)SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞)

CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O 或CO 2＋NaOH===NaHCO 3与盐反应(如Na 2CO 3)SiO 2＋Na 2CO 3=====高温

Na 2SiO 3＋CO 2↑CO 2＋Na 2CO 3＋H 2O===2NaHCO 3与碱性氧化物反应与CaO 反应：SiO 2＋CaO=====高温

CaSiO 3

与Na 2O 反应：CO 2＋Na 2O===Na 2CO 3与碳反应

2C ＋SiO 2=====高温

Si ＋2CO ↑C ＋CO 2=====高温

2CO 主要用途

制光学仪器、石英玻璃；水晶和玛瑙可制作饰品；常用来制造通讯材料——光导纤维；以SiO 2为主要成分的沙子是基本的建筑材料

化工原料、灭火剂；干冰用作制冷剂，人工降雨

3.硅酸(H 2SiO 3)

（1）物理性质：难溶于水的白色胶状物质。（2）化学性质：①酸性

a.比碳酸弱，不能使紫色石蕊溶液变色。

b.能与碱溶液反应

H 2SiO 3＋2NaOH===Na 2SiO 3＋2H 2O

②不稳定，受热易分解：H 2SiO 3=====△

SiO 2＋H 2O 。

③在水中易聚合形成胶体，浓度较大时，形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。

(3)硅酸的制备

由于二氧化硅不能与水化合，所以制备硅酸时只能利用原理较强酸＋较弱酸盐―→较弱酸＋较强酸盐，如向Na 2SiO 3溶液中滴加盐酸或通入CO 2气体等。

例如：

Na 2SiO 3＋CO 2(少量)＋H 2O===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3；Na 2SiO 3＋2CO 2(过量)＋2H 2O===H 2SiO 3↓＋2NaHCO 3Na 2SiO 3+2HCl =2NaCl +H 2SiO 3↓4.硅酸盐

（1）硅酸盐的组成和性质

①概念：由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。②性质：固态，大多不溶于水，化学性质很稳定。

（2）最简单的硅酸盐——Na 2SiO 3

①物理性质：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性。②化学性质：与酸性比硅酸强的酸(如盐酸、碳酸)反应生成硅酸。与盐酸反应：Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3↓。

水溶液与少量CO 2反应：Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3

与过量CO 2反应：Na 2SiO 3＋2CO 2(过量)＋2H 2O===H 2SiO 3↓＋2NaHCO 3

③用途：可以作肥皂填料；用做建筑、纸张的黏合剂（矿物胶）；木材、织物的防腐剂及防火剂。