【化學(xué)】高中知識點(diǎn)規(guī)律大全(6)——《硅和硅酸鹽工業(yè)》

1、高中化學(xué)知識點(diǎn)規(guī)律大全硅和硅酸鹽工業(yè)1.碳族元素碳族元素包括碳co、硅(価)、錯(32ge)、錫©osn)和鉛(82pb)5種元素.碳族元素位于元素 周期表屮第iva族。碳族元素的原子結(jié)構(gòu)(1)相似性： 最外層電子數(shù)均為4個； 主要化合價：+2價、+4價.其中c、si、ge、sn的+4價化合物穩(wěn)定；pb的+2價的化合 物穩(wěn)定，但+4價的pb的化合物卻是不穩(wěn)定的，如pbo2具有強(qiáng)氧化性。遞變規(guī)律：按碳、硅、錯、錫、鉛的順序，隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)增多，原子 半徑增大，失電子能力增強(qiáng)，得電子能力減弱，非金屬性減弱，金屬性增強(qiáng)。l+l于碳族元素 的最外層為4個電子，因此山非金屈性向金

2、屈性遞變的趨勢很明顯。在碳族元素的單質(zhì)中， 碳是非金屬；硅雖然是非金屬，但卻貌似金屬(為灰黑色i古i體)，且為半導(dǎo)體；錯具有兩性， 但金屬性比非金屬性強(qiáng)，為半導(dǎo)體；錫和鉛為金屬。*c60 c60與金剛石、石黑一樣，都屬于碳的同素異形體。c60是一種市60 個碳原子構(gòu)成的單質(zhì)分子，其形狀如球狀的多面體，在c60分子中有12個五 邊形和20個六邊形。硅】(1)硅在自然界中的含量：硅在地殼中的含量居第二位(禽量第一位的為氧元素)。硅在自然界屮的存在形式：自然界屮無單質(zhì)硅，硅元素全部以化合態(tài)存在，如二氧化硅、 硅酸鹽等.化合態(tài)的硅是構(gòu)成地殼的礦石和巖石的主要成分。單質(zhì)硅的物理性質(zhì)：單質(zhì)硅有晶體硅和無定

3、形硅兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、 硬而脆的固體。其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高，硬度很大(晶體硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石)。晶體硅是半導(dǎo) 體。(4)單質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì)： 在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不與02、cl2、h2so4、hno3等發(fā)生反應(yīng)，但能與f2、hf 和強(qiáng)堿反應(yīng)。例如:si + 2naoh + h2o =na2sio3+2h2 t 在加熱時，研細(xì)的硅能在氧氣中燃燒：si + o2= sio2 (5)用途: 硅可用來制造集成電路、品體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可制成太陽能電池。 利用硅的合金，可用來制造變壓器鐵芯和耐酸設(shè)備等。工業(yè)制法.用焦炭在高溫下述原sio2 nj制得含有少量雜質(zhì)的粗硅：s

4、io2+2c= si + 2co t二氧化硅(1)二氧化硅在口然界中的存在：天然二氧化硅叫硅石。石英的主要成分為二氧化硅晶體, 透明的石英晶體叫做水晶，禽有有色雜質(zhì)的石英晶體叫做瑪瑙。二氧化硅是一種硬度很人、 熔點(diǎn)很高的固體。化學(xué)性質(zhì)： so是酸性氧化物.例如： sio2+cao= casio3sio2還可與naoh反應(yīng):sio2+2naoh(水溶液中或熔融態(tài))=na2sio3+h2o注意a.由于si02與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成了粘性很強(qiáng)的nsios溶液，因此盛放堿性的試劑 瓶不能用玻璃塞，以防止瓶塞和瓶子粘在一起.b. sq不溶于水，也不與水反應(yīng).因此，不能通過sq與出0反應(yīng)的方法來制取其對應(yīng)的

5、水化物硅酸(h2sio3).制収h2sq3的方法如下：na2sio3+2hci =2naci + h2sio3 i或 na2sio3 + c02 + h20 = na2co3 + h2sio3 i硅酸(h2sq3)不溶于水,其酸性比h2co3還弱。 sich能為氫氟酸發(fā)牛反應(yīng)：4hf + sio2 = sif4 + 2h2osq2是玻璃的主要成分，因此盛氫氟酸的試劑瓶不能用玻璃容器(可用犁料瓶)。(3)用途: 二氧化硅是制造高性能通訊材料光導(dǎo)纖維的重要原料。 石英用來制造石英電子表、石英鐘。較純凈的石英用來制造石英玻璃，石英玻璃常用來制 造耐高溫的化學(xué)儀器。 水晶常用來制造電子丄業(yè)中的重要部件

6、、光學(xué)儀器、丄藝品和眼鏡片等。 瑪瑙用于制造精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品。硅酸鹽自然界中硅酸鹽的存在：硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分，自然界中存在的各種天然 硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的5%。粘土的主耍成分是硅酸鹽。粘土是制造陶瓷器的主要原料。(2)用氧化物的形式來表示硅酸鹽的方法： 先將硅酸鹽屮所含的各元素用氧化物形式表示； 將各種氧化物按下列順序進(jìn)行排列，各氧化物z間用“”開。例如： 金屬氧化物(有多種金屬氧化物時按金屬活動順序表排列)-sio2-*h2ona2sio3： na2o sio2a12(si2o5)(oh)4：a12o3 2sio2 2h2o硅酸鹽工業(yè)以含硅物質(zhì)為原料經(jīng)加熱而制成硅酸

7、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)祁屬于硅酸鹽工業(yè)。冰泥、玻璃、陶瓷的比較水泥玻璃陶瓷牛產(chǎn)原料粘土、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)，泯合后 在水泥回轉(zhuǎn)窯中鍛燒，再 加入適量石膏，并研成細(xì) 粉na2co3+sio2na2sio3+co2t燒制前在 坯體上涂 彩釉高供cacc)3+sio2casic)3+co2 t主要成分硅酸三鈣(3caosio2) 硅酸二鈣(2caosio2) 鋁酸三鈣(3caoa12o3)na2sio3> casio3、sio2 (na2sio3 casio3 4sio2 或na2o cao

8、 6sio2)重耍性質(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(diǎn),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泥、沸石巖 水泥有色玻璃：（加入co2o3厲 的玻璃呈藍(lán)色，加入cu2o jn的 玻璃呈紅色.普通玻璃呈淡綠色 是因?yàn)樵现谢煊衒e2+）石英 玻璃、光學(xué)玻璃、玻璃纖維、鋼 化玻璃土器、陶 器、怖器、 瓷器3新型無機(jī)非金屬材料新型無機(jī)非金屬材料最初的無機(jī)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(jī)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(jī)非金屬材料.新型無機(jī)非金屬材料的特性主要有：能承受高溫，強(qiáng)度人；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 人，耐磨損，密度小傳導(dǎo)光能力很強(qiáng)，能同時傳 輸大量信息；抗t擾性能好， 不發(fā)生電磁輻射；通訊質(zhì)量 高，能