硅及其化合物A类基础

专题3从矿物到基础材料

第三单元含硅矿物与信息材料1a教类硅元素是地壳中含量仅次于氧元素，约占地壳总量的26.30%,在自然界中硅只以化合态的形式存在。含量：O＞Si＞Al＞Fe

2a教类一.硅单质（Si）1.物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大.①良好的半导体材料2.用途：②将太阳能转换为电能的材料硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心硅太阳能电池3a教类3.化学性质①常温下，不与硫酸、盐酸、硝酸等反应，与强碱反应。Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑②加热时，能与一些非金属反应。Si＋O2

＝SiO2高温4a教类原料SiO2产品

Si4.制备提纯SiCl4+2H2==Si+4HCl高温高温2C＋SiO2＝Si+2CO↑Si+2Cl2==SiCl4△（制粗硅）粗硅提纯：5a教类二、二氧化硅

1.存在形式：沙子、石英、水晶、玛瑙、硅藻土6a教类熔点高，硬度大，不溶于水

化学稳定性好，除氢氟酸（HF）外一般不与其他酸反应2.物理性质：3.化学性质：①与氢氟酸（HF）

SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O

用氢氟酸“刻”出的玻璃工艺品应用：刻蚀玻璃氢氟酸保存在塑料瓶7a教类SiO2＋2CSi＋2CO↑高温（2）弱氧化性（3）酸性氧化物SiO2＋CaO=CaSiO3高温SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O

硅酸钠可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，黏性很强，可以作黏胶剂和木材防火剂。思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘结而无法打开。盛装碱性溶液的试剂瓶不用玻璃塞而用橡胶塞。8a教类二氧化硅的应用玛瑙饰品石英坩埚光导纤维

各种水晶饰品光学纤维胃镜9a教类4.用途：(1)SiO2光导纤维的主要原料。(2)石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。(3)水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。(4)石英砂常用作制玻璃和建筑材料。10a教类光导纤维11a教类三、硅酸（H2SiO3）白色固体，难溶于水。酸性极弱，比H2CO3弱。（1）物理性质：（2）制备：注意：SiO2不能与水化合成H2SiO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl

SiO32-

+2H+=H2SiO3↓强酸制弱酸想一想：怎样设计实验证明硅酸的酸性比H2CO3的还弱？Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓+Na2CO3

12a教类①

H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O∆H2SiO3=SiO2+H2O（3）化学性质：②13a教类锆石矿与锆石首饰(ZrO2·SiO2)红柱石与红柱石饰物(Al2O3·SiO2)常见硅酸盐矿物14a教类钙铝石榴子石(CaO·Al2O3·3SiO2)

镁橄榄石(2MgO·SiO2)15a教类四、硅酸盐1.定义：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异。2.表示：通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。硅酸钠：Na2SiO3高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4长石：KAlSi3O8

K2O·Al2O3·6SiO2Na2O·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3.方法：较活泼金属氧化物·较不活泼金属氧化物·SiO2·H2O硅酸盐绝大部分都难溶于水，除了Na2SiO3K2SiO3(NH4)2SiO316a教类1.水泥：原料：石灰石、黏土、石膏设备：水泥回转窑成分：2CaO·SiO2

3CaO·SiO23CaO·Al2O3

五、硅酸盐产品17a教类2.玻璃：原料：纯碱、石灰石、石英设备：玻璃窑Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑高温高温玻璃的成分：Na2SiO3CaSiO3SiO218a教类变色玻璃钢化玻璃光学玻璃防火防弹玻璃19a教类3.陶瓷：原料：黏土如：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具等20a教类古代制陶过程21a教类一些具有特殊功能的含硅物质碳化硅(SiC，俗称金刚砂)：硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。

硅钢：(含4%硅)，导磁性良好，用作变压器铁芯。硅橡胶：既耐高温又耐低温，用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等。分子筛：(一种具有均匀微孔结构的铝硅酸盐)主要用作吸附剂和催化剂。22a教类1.下列变化中，不可能通过一步反应实现的是（）A．SiO2→Na2SiO3B．SiO2→H2SiO3C．CuSO4→CuCl2D．Cu(OH)2→Cu巩固练习BD23a教类2.下列离子在水溶液中能大量共存的是（）

A．H+、K+、HCO3-、Ca2+

B．OH-、Na+、Mg2+、HCO3-C．Na+、H+、Cl-、NO3-

D．Na+、SiO32-、H+、Cl-C3.下列离子方程式正确的是（）

A．水玻璃加盐酸：SiO32-+2H+=H2SiO3↓B．小苏打溶液和烧碱溶液：

HCO3-+OH-=CO32-+H2OC．石灰石溶于盐酸：CO32-+2H+=H2O+CO2↑D．石英溶于NaOH溶液：

Si4++2O2-+2OH-=SiO32-+H2OAB24a教类4、选适当试剂或方法除去下列物质中的杂质（括号内为杂质）。(1)SiO2(CaCO3)

；(2)SiO2(I2)

；(3)NaCl(SiO2)

；(4)SiO2(H2SiO3)

；(5)Fe2O3(SiO2)