2018年初升高化学衔接专题讲义：无机非金属材料的主角----硅

无机非金属材料的主角----硅 一、二氧化硅 1.存在 存在形态有结晶形和无定形两大类,水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。 2.物理性质 熔点 硬度 溶解性 高 大 不溶于水 3.化学性质 4.用途 (1)以SiO2为主要成分的沙子是基本的建筑材料。 (2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料,可以制作光导纤维。 (3)用石英和玛瑙制作饰物和工艺品。 二、硅酸 1.硅酸的性质 (1)弱酸性。 向Na2SiO3溶液中通入CO2,反应的化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3(胶体)+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O===H2SiO3(胶体)+2NaHCO3。 结论:H2SiO3酸性比H2CO3酸性弱。 (2)不稳定性。 H2SiO3受热易分解,化学方程式为H2SiO3SiO2+H2O。 2.硅酸的制备 (1)Na2SiO3溶液与CO2的反应:Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3(胶体)+Na2CO3。 (2)Na2SiO3与盐酸的反应:Na2SiO3+2HCl===H2SiO3(胶体)+2NaCl。 3.硅酸的存在及用途 (1)浓度小时:形成硅酸溶胶。 (2)浓度大时:形成硅酸凝胶。 (3)硅胶。 硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶,称为“硅胶”,具有很强的吸水性,常用作干燥剂或催化剂的载体。 三、硅酸盐 1.概念 硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。 学#科网 2.硅酸盐的性质 硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质,大多不溶于水,化学性质很稳定。 3.硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。 例如:Na2SiO3:Na2O·SiO2; 长石KAlSi3O8:K2O·Al2O3·6SiO2。 4.最常见的硅酸盐——Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,能制备硅胶和木材防火剂。 5.三种常见的硅酸盐产品 硅酸盐产品 原料 主要设备 水泥 石灰石、黏土 水泥回转窑 玻璃 纯碱、石灰石和石英 玻璃窑 陶瓷 黏土 — 6.其他含硅的物质 物质 性质 用途 SiC 俗称金刚砂,具有金刚石结构,硬度很大 砂纸、砂轮的磨料 含4%硅的硅钢 很高的导磁性 变压器铁芯 硅橡胶 既耐高温又耐低温,在-60~250 ℃保持良好