硅及其化合物

硅及其化合物知識(shí)梳理：硅元素在地殼中的含量排第二，在自然界中沒有游離態(tài)的硅，只有以化合態(tài)存在的硅，常見的是二氧化硅、硅酸鹽等。硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，硅元素位于元素周期表，硅原子最外層有4個(gè)電子，既不易失去電子又不易得到電子，主要形成四價(jià)的化合物。1、 單質(zhì)硅（Si）⑴硅的物理性質(zhì)單質(zhì)硅是原子晶體，硬度大，熔沸點(diǎn)高，是一種灰黑色，有金屬光澤的固體，是良好的半導(dǎo)體材料。（2） 化學(xué)性質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì)不活最，常溫下除與F2、HF和NaOH溶液反應(yīng)外，一般不與其他物質(zhì)反應(yīng)，加熱時(shí)可與O2、Cl2等反應(yīng)。Si+F2=Si+HF=Si+NaOH+H2O=Si+O2=??Si+Cl2?=（3） 硅的用途：太陽(yáng)能電池、計(jì)算機(jī)芯片以及半導(dǎo)體材料等。（4） 硅的制備：工業(yè)上，用C在高溫下還原SiO2可制得粗硅。？SiO2+2C=Si（粗）+2COt????Si（粗）+2C12=SiCl4????SiCl4+2H2=Si（純）+4HC12、 二氧化硅（SiO2）：?（1） SiO2空間結(jié)構(gòu):立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，不存在單個(gè)SiO2分子。（2） 物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水。？（3） 化學(xué)性質(zhì)：SiO2常溫下化學(xué)性質(zhì)很不活潑，不與水、酸反應(yīng)（氫氟酸除外），能與強(qiáng)堿溶液、氫氟酸反應(yīng)，高溫條件下可以與堿性氧化物反應(yīng)：?NaOHC ?CaO ——?SiO2+CaCO3 ——?L HF_?C―?注意：①與強(qiáng)堿反應(yīng)：SiO2與NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3（生成的硅酸鈉具有粘性，所以不能用帶磨口玻璃塞試劑瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3將瓶塞和試劑瓶粘住，打不開，應(yīng)用橡皮塞）。？②與氫氟酸反應(yīng)［SiO2的特性］：（利用此反應(yīng)，氫氟酸能雕刻玻璃；氫氟酸不能用玻璃試劑瓶存放，應(yīng)用塑料瓶）。？?（4）用途：光導(dǎo)纖維、瑪瑙飾物、石英坩蝸、水晶鏡片、石英鐘、儀器軸承、玻璃和建筑材料等。3、 硅酸（H2SiO3）：?（1） 物理性質(zhì)：不溶于水的白色膠狀物，能形成硅膠，吸附水分能力強(qiáng)。？（2） 化學(xué)性質(zhì)：硅酸（H2SiO3）、原硅酸（H4SiO4）為不溶于水的弱酸，酸性比碳酸還要弱，其酸酐為SiO2，原硅酸不穩(wěn)定，在空氣中易失水形成硅酸。（3） 硅酸的制備SiO2不溶于水，故不能直接由SiO2溶于水制得，而用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制取NaSiO+HCl=NaSiO+CO+H^O=?（4） 用途：硅膠作干燥劑、催化劑的載體4、 硅酸鹽？（1） 硅酸鹽：硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱。大多數(shù)難溶于水，最常見的可溶性硅酸鹽是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，又稱泡花堿，是一種無(wú)色粘稠的液體，可以作黏膠劑和木材防火劑。硅酸鈉水溶液久置在空氣中容易變質(zhì)：？Na2SiO3+CO2+H2O=?（2） ?硅酸鹽由于組成比較復(fù)雜，常用氧化物的形式表示：活潑金屬氧化物一較活潑金屬氧化物一二氧化硅一水。氧化物前系數(shù)配置原則：除氧元素外，其他元素按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置系數(shù)。？例如：硅酸鈉：Na2SiO3??Na2O?SiO2????硅酸鈣：CaSiO3??CaO?SiO2?高嶺石［AI2（Si2O5）（OH）4］可表示為；正長(zhǎng)石（KAlSi3O8）可表示為。5、 傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)三大產(chǎn)品有：玻璃、陶瓷、水泥傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料玻璃原料純堿、石灰石、石英設(shè)備玻璃熔爐成分Na2SiO3 、CaSiO3、 SiO2 或Na2O-CaO-6SiO2水原料黏土、石灰石泥設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯成分硅酸三鈣（3?CaO-SiO2）、硅酸二鈣（2CaO-SiO2）、鋁酸三鈣（3?CaO-Al2O3）陶瓷原料黏土陶瓷的優(yōu)點(diǎn)八、、抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等。6、硅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系：當(dāng)堂檢測(cè)1.在實(shí)驗(yàn)室下列物質(zhì)不與晶體硅反應(yīng)的是（）F2B.HFC.KOH溶液D.C12下列溶液可以盛放在玻璃瓶中，但不能用玻璃塞的是（ ）硅酸鈉溶液 B.氫氟酸 C.氫氧化鈉溶液D.氯化鈉溶液下列關(guān)于硅的說(shuō)法中不正確的是（ ）硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氫氣、氧氣等反應(yīng)光纖通信是一種現(xiàn)代的通信手段，光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱，制造光導(dǎo)纖維的主要原料是A.銅B.鋁C.石英砂D.水玻璃TOC\o"1-5"\h\z下列物質(zhì)中，沒有固定熔沸點(diǎn)的是（ ）A.石英B.Na2SiO3 C.固體SO3 D.玻璃工業(yè)制造金剛砂（SiC）的化學(xué)方程式如下：SiO+3C===SiC+2CO。在這個(gè)氧化還原反應(yīng)中，氧化劑和還原劑2的物質(zhì)的量之比是（ ）A.1:2B.2:1C.1:1D.3:5在無(wú)色的強(qiáng)堿性溶液中，能大量共存的是（ ）A.Na+、AI3+、NO3-、CI-B.K+、Na+、CI-、SiO32-C.Fe2+、K+、SO42-、CI-D.Na+、HCO「K+、NO3-TOC\o"1-5"\h\z在一定條件下，下列物質(zhì)不能和二氧化硅反應(yīng)的是（ ）焦炭②純堿③碳酸鈣④氫氟酸⑤高氯酸⑥氫氧化鉀⑦氧化鈣⑧氮?dú)釧.③⑤⑦⑧ B.⑤⑦⑧ C.⑤⑧ D.⑤下列物質(zhì)放置在空氣中（不考慮水分蒸發(fā)和吸收空氣中的水分）變質(zhì)，且能析出固體，加入鹽酸時(shí)固體不溶解的是（ ）A.澄清石灰水.B.水玻璃 C.氫硫酸 D.氯化鈣溶液下列說(shuō)法正確的是（）陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸鹽產(chǎn)品水晶、瑪瑙、光纖、硅膠的主要成分都是SiO92SiO2很穩(wěn)定，與所有的酸都不反應(yīng)將石棉（CaMg3Si4O12）化學(xué)式改寫成氧化物的形式：3（MgO?CaO）?4SiO2地殼中含量第一和第二的兩種元素所形成的化合物不具有的性質(zhì)是（）A.熔點(diǎn)很高B.與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸C.可與燒堿反應(yīng)生成鹽D.堅(jiān)硬要除去SiO2中混有的少量CaO雜質(zhì)，最適宜的試劑是（）A.純堿溶液B.鹽酸C.硫酸D.苛性鈉溶液能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是（）CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水????？CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀？高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2?氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀？下列試劑能貯存在磨口玻璃塞的試劑瓶里的是（????）?A.HF溶液??B.KOH溶液?????C.鹽酸??????D.水玻璃？能將Na2SiO3、CaCO3、SiO2三種白色粉末鑒別開來(lái)的試劑是（????）?A.NaOH溶液????