硅元素知識點

1、二氧化硅和硅酸鹽1.硅元素的存在和硅原子的結(jié)構(gòu)(1)硅元素的存在在自然界中硅全部以化合態(tài)存在，硅是構(gòu)成巖石和許多礦物的基本元素，在地殼中的含量僅次于氧，達到26.3%。硅的氧化物和硅酸鹽是硅的主要存在形式。(2)硅原子的結(jié)構(gòu)硅原子的最外層上有4個電子，其原子既不易失去電子又不易得到電子，主要形成四價的化合物。2二氧化硅(1)存在地球上天然的二氧化硅也叫硅石，是一種堅硬難熔的固體，有結(jié)晶形和無定形兩大類。石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅(SiO2)。 (2)結(jié)構(gòu)二氧化硅晶體是由硅原子和氧原子構(gòu)成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶體中硅原子和氧原子的個數(shù)比為1:2，不存在單個的SiO2分子。在SiO2晶體中

2、，每個Si原子周圍結(jié)合4O，Si在四面體的中心，氧原子在四面體的定點，同時每個O與2個Si相連，每個氧原子為2個四面體共有。(3)物理性質(zhì)二氧化硅是堅硬、難熔的固體，不溶于水，不導(dǎo)電，純凈的二氧化硅晶體無色透明。(4)化學(xué)性質(zhì)酸性氧化物的性質(zhì)A與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽，高溫下SiO2與CaO反應(yīng)的方程式為：_。B與強堿反應(yīng)生成鹽和水，常溫下SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的方程式為：_。由于玻璃中含有SiO2，SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成的Na2SiO3會黏結(jié)玻璃，所以，盛放堿液的試劑瓶不能用玻璃塞，只能用橡皮塞。C與碳酸鹽在高溫下反應(yīng)，SiO2與CaCO3、Na2CO3反應(yīng)的方程式分別為：_；_。

3、與氫氟酸反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為：_，此反應(yīng)可用于玻璃上雕刻。弱氧化性，SiO2高溫下與C作用可制取粗硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。3硅酸(1)制備硅酸(H2SiO3)不溶于水，其酸性比碳酸的酸性弱，通常用可溶性硅酸鹽和其他酸性比硅酸強的酸反應(yīng)制得。Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，常用作黏合劑。往Na2SiO3溶液中加入HCl，能制得硅酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)性質(zhì)及用途硅酸可與強堿反應(yīng)生成鹽和水。硅酸溶于NaOH溶液的反應(yīng)方程式為_。硅酸的熱穩(wěn)定性差，受熱易分解，方程式為_。硅酸濃度較小時可逐漸聚合成膠體溶液硅酸溶膠，濃度較大時可形成軟而透明的硅酸凝膠。硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后得到多孔的硅酸干

4、凝膠，稱為硅膠。硅膠多孔，吸附能力強，常用作干燥劑和催化劑的載體。硅酸鹽和單質(zhì)硅1硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，分布極廣。硅酸鹽一般都不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。2硅酸鈉(Na2SiO3)的性質(zhì)、用途Na2SiO3固體俗稱泡花堿，水溶液俗稱水玻璃，是無色粘稠的液體，常作粘合劑、防腐劑、耐火材料。放置在空氣中會變質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)方程式為：_。3用氧化物的形式表示下列硅酸鹽的組成。硅酸鈉：Na2SiO3_硅酸鈣：CaSiO3_高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4_4 硅酸鹽巖石長期在水的侵蝕下風(fēng)化為黏土，并且形成了土壤膠體。土壤膠體粒子因其表面積巨大且一般帶負(fù)電，能與NH4+、K+等數(shù)十種

5、生物所需的營養(yǎng)離子，使土壤具有保肥能力。5 無機非金屬材料包括了傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無機非金屬材料是指陶瓷、水泥、玻璃等硅酸鹽產(chǎn)品。陶瓷是以黏土為原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的；制普通玻璃的原料有純堿、石灰石和石英；以黏土和石灰石為主要原料，經(jīng)研磨混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，再加入適量石膏，研成細(xì)粉得到普通水泥。6 碳化硅(俗稱金剛砂)具有正四面體結(jié)構(gòu)，硬度大，可作砂紙，砂輪的磨料；含4%的硅的硅鋼具有高的導(dǎo)磁性，主要用作變壓器鐵芯；硅橡膠耐高溫和低溫，用于制造火箭、導(dǎo)彈、 飛機的零件和絕緣材料；人工制造的分子篩主要作用吸附劑、催化劑等。單質(zhì)硅1物理性質(zhì)和重要用途硅有晶體硅

6、和無定形硅兩種同素異形體。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤硬而脆的固體，熔點、沸點很高，硬度大。晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料。晶體硅的用途廣泛。晶體硅可以用來制造晶體管和光電池，同時硅芯片是各種計算機、微電子產(chǎn)品的核心。2化學(xué)性質(zhì)硅元素原子的最外層電子數(shù)相同，都有4個電子，化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下除F2、HF酸和強堿外，硅不跟其他物質(zhì)起反應(yīng)。在加熱時可與一些非金屬和其他物質(zhì)反應(yīng)。 3 硅的工業(yè)制法2硅酸鹽工業(yè)硅酸鹽工業(yè) 以含硅物質(zhì)為原料經(jīng)加熱而制成硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)，叫做硅酸鹽工業(yè)。如制造水泥、玻璃、陶瓷等的工業(yè)都屬于硅酸鹽工業(yè)。水泥、玻璃、陶瓷的比較水 泥玻 璃陶 瓷生產(chǎn)原料

7、粘土、石灰石、石膏純堿、石灰石、石英(過量)粘土生產(chǎn)設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯生產(chǎn)原理將原料磨細(xì)，混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，再加入適量石膏，并研成細(xì)粉Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2燒制前在坯體上涂彩釉主要成分硅酸三鈣(3CaOSiO2)硅酸二鈣(2CaOSiO2)鋁酸三鈣(3CaOA12O3)Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（Na2SiO3CaSiO34SiO2或Na2OCaO6SiO2）重要性質(zhì)具有水硬性，跟水摻和攪拌并靜置后，很容易凝固變硬無固定熔點，在一定溫度范圍內(nèi)逐漸熔化（玻璃態(tài)物質(zhì)）具有抗氧性，耐高溫，絕緣，易成形種類礦渣硅酸鹽水

8、泥、沸石巖水泥有色玻璃：(加入Co2O3后的玻璃呈藍色，加入Cu2O后的玻璃呈紅色普通玻璃呈淡綠色是因為原料中混有Fe2+)、石英玻璃、光學(xué)玻璃、玻璃纖維、鋼化玻璃土器、陶器、炻器、瓷器3新型無機非金屬材料新型無機非金屬材料 最初的無機非金屬材料主要是指硅酸鹽材料，所以，硅酸鹽材料也稱為傳統(tǒng)無機非金屬材料隨著科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，以及人們生活的需要，一些具有特殊結(jié)構(gòu)、特殊功能的新材料被相繼研制出來，如半導(dǎo)體材料、超硬耐高溫材料、發(fā)光材料等，這些材料稱為新型無機非金屬材料新型無機非金屬材料的特性主要有：能承受高溫，強度大；具有電學(xué)特性；具有光學(xué)特性；具有生物功能高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維高溫結(jié)構(gòu)陶瓷光導(dǎo)纖維(光纖)氧化鋁陶瓷(人造剛玉)氮化硅陶瓷性能經(jīng)受高溫，不怕氧化，耐酸堿腐蝕，硬度大，耐磨損，密度小傳導(dǎo)光能力很強，能同時傳輸大量信息；抗干擾性能好，不發(fā)生電磁輻射；通訊質(zhì)量