硅及其化合物

專題3從礦物到基礎材料

第三單元含硅礦物與信息材料硅及其化合物硅元素是地殼中含量僅次于氧元素，約占地殼總量的26.30%,在自然界中硅只以化合態(tài)的形式存在。含量：O＞Si＞Al＞Fe

硅及其化合物一.硅單質（Si）1.物理性質：帶有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高，硬度大.①良好的半導體材料2.用途：②將太陽能轉換為電能的材料硅芯片是各種計算機、微電子產品的核心硅太陽能電池硅及其化合物3.化學性質①常溫下，不與硫酸、鹽酸、硝酸等反應，與強堿反應。Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑②加熱時，能與一些非金屬反應。Si＋O2

＝SiO2高溫硅及其化合物原料SiO2產品

Si4.制備提純SiCl4+2H2==Si+4HCl高溫高溫2C＋SiO2＝Si+2CO↑Si+2Cl2==SiCl4△（制粗硅）粗硅提純：硅及其化合物二、二氧化硅

1.存在形式：沙子、石英、水晶、瑪瑙、硅藻土硅及其化合物熔點高，硬度大，不溶于水

化學穩(wěn)定性好，除氫氟酸（HF）外一般不與其他酸反應2.物理性質：3.化學性質：①與氫氟酸（HF）

SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O

用氫氟酸“刻”出的玻璃工藝品應用：刻蝕玻璃氫氟酸保存在塑料瓶硅及其化合物SiO2＋2CSi＋2CO↑高溫（2）弱氧化性（3）酸性氧化物SiO2＋CaO=CaSiO3高溫SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O

硅酸鈉可溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，又稱泡花堿，是一種無色粘稠的液體，黏性很強，可以作黏膠劑和木材防火劑。思考：實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？NaOH溶液能與玻璃中的SiO2反應生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘結而無法打開。盛裝堿性溶液的試劑瓶不用玻璃塞而用橡膠塞。硅及其化合物二氧化硅的應用瑪瑙飾品石英坩堝光導纖維

各種水晶飾品光學纖維胃鏡硅及其化合物4.用途：(1)SiO2光導纖維的主要原料。(2)石英制作石英玻璃、石英電子表、石英鐘等。(3)水晶常用來制造電子工業(yè)的重要部件、光學儀器、工藝品等。(4)石英砂常用作制玻璃和建筑材料。硅及其化合物光導纖維硅及其化合物三、硅酸（H2SiO3）白色固體，難溶于水。酸性極弱，比H2CO3弱。（1）物理性質：（2）制備：注意：SiO2不能與水化合成H2SiO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl

SiO32-

+2H+=H2SiO3↓強酸制弱酸想一想：怎樣設計實驗證明硅酸的酸性比H2CO3的還弱？Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓+Na2CO3

硅及其化合物①

H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O?H2SiO3=SiO2+H2O（3）化學性質：②硅及其化合物鋯石礦與鋯石首飾(ZrO2·SiO2)紅柱石與紅柱石飾物(Al2O3·SiO2)常見硅酸鹽礦物硅及其化合物鈣鋁石榴子石(CaO·Al2O3·3SiO2)

鎂橄欖石(2MgO·SiO2)硅及其化合物四、硅酸鹽1.定義：硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。硅酸鹽種類繁多，結構復雜，組成各異。2.表示：通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成。硅酸鈉：Na2SiO3高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4長石：KAlSi3O8

K2O·Al2O3·6SiO2Na2O·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3.方法：較活潑金屬氧化物·較不活潑金屬氧化物·SiO2·H2O硅酸鹽絕大部分都難溶于水，除了Na2SiO3K2SiO3(NH4)2SiO3硅及其化合物1.水泥：原料：石灰石、黏土、石膏設備：水泥回轉窯成分：2CaO·SiO2

3CaO·SiO23CaO·Al2O3

五、硅酸鹽產品硅及其化合物2.玻璃：原料：純堿、石灰石、石英設備：玻璃窯Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑高溫高溫玻璃的成分：Na2SiO3CaSiO3SiO2硅及其化合物變色玻璃鋼化玻璃光學玻璃防火防彈玻璃硅及其化合物3.陶瓷：原料：黏土如：日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生潔具等硅及其化合物古代制陶過程硅及其化合物一些具有特殊功能的含硅物質碳化硅(SiC，俗稱金剛砂)：硬度很大，用作砂紙、砂輪的磨料。

硅鋼：(含4%硅)，導磁性良好，用作變壓器鐵芯。硅橡膠：既耐高溫又耐低溫，用于制造火箭、導彈、飛機的零件和絕緣材料等。分子篩：(一種具有均勻微孔結構的鋁硅酸鹽)主要用作吸附劑和催化劑。硅及其化合物1.下列變化中，不可能通過一步反應實現的是（）A．SiO2→Na2SiO3B．SiO2→H2SiO3C．CuSO4→CuCl2D．Cu(OH)2→Cu鞏固練習BD硅及其化合物2.下列離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.下列離子方程式正確的是（）

A．水玻璃加鹽酸：SiO32-+2H+=H2SiO3↓B．小蘇打溶液和燒堿溶液：

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

Si4++2O2-+2OH-=SiO32-+H2OAB硅及其化合物4、選適當試劑或方法除去下列物質中的雜質（括號內為雜質）。(1)SiO2(CaCO3)

；(2)SiO2(I2)

；(3)NaCl(SiO2)

；(4)SiO2(H2SiO3)

；(5)Fe2O3(SiO2)