32硅及其化合物

专题3从矿物到基础材料第三单元含硅矿物与信息材料钙3.45%钠2.74%氢0.76%其他1.20%铁4.75%铝7.73%氧48.60%镁2.00%硅26.30%钾2.47%氧硅铝铁钙钠钾镁氢其他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：二、二氧化硅1.存在形式：沙子、石英、水晶、玛瑙、硅藻土熔点高，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。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。光导纤维三、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↓+2NaClSiO32-+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↓+Na2CO3①H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O∆H2SiO3=SiO2+H2O（3）化学性质：②锆石矿与锆石首饰(ZrO2·SiO2)红柱石与红柱石饰物(Al2O3·SiO2)常见硅酸盐矿物钙铝石榴子石(CaO·Al2O3·3SiO2)镁橄榄石(2MgO·SiO2)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：KAlSi3O8K2O·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)2SiO31.水泥：原料：石灰石、黏土、石膏设备：水泥回转窑成分：2CaO·SiO23CaO·SiO23CaO·Al2O3五、硅酸盐产品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：Na2SiO3CaSiO3SiO2变色玻璃钢化玻璃光学玻璃防火防弹玻璃3.陶瓷：原料：黏土如：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具等古代制陶过程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。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BD2.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-+H2OAB4、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)；(6)Si(Fe)。稀盐酸过滤加热水过滤加热氢氧化钠溶液过滤稀盐酸过滤5、设计以SiO2为原料制取硅酸的反应路径，请写出过程中的离子反应方程式。