硅酸钠的物理、化学性质及用途
硅酸钠溶液年白色-概述说明以及解释
硅酸钠溶液年白色-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硅酸钠溶液是一种常见的无机化合物溶液，其化学式为Na2SiO3。
它是由硅酸钠固体加入水中形成的。
硅酸钠溶液是一种无色或白色的液体，具有一定的黏稠度。
它在常温下相对稳定，但在高温和强酸的条件下会分解。
硅酸钠溶液具有许多特性和性质。
首先，硅酸钠溶液是一种弱碱性溶液，其pH值通常在8-12之间。
其次，硅酸钠溶液具有一定的腐蚀性，可以与某些金属反应产生氢气。
此外，硅酸钠溶液还具有良好的溶解性，可以溶解一些难溶于水的物质。
硅酸钠溶液在许多领域有着广泛的应用。
首先，在工业上，硅酸钠溶液常被用作粘合剂、乳化剂和防腐剂。
其次，硅酸钠溶液在建筑材料行业中也有重要的应用，可以作为一种防水剂和增强剂使用。
此外，在化学实验室中，硅酸钠溶液也常用于玻璃制备、沉淀和合成等实验操作中。
总之，硅酸钠溶液是一种常见的化学溶液，具有弱碱性和腐蚀性，并且具有广泛的应用领域。
在接下来的内容中，我们将进一步介绍硅酸钠溶液的性质、制备方法以及对应用的展望。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的各个章节和各章节的内容概要。
可以按照以下方式编写："1.2 文章结构"：文章的结构是为了让读者更好地理解和掌握硅酸钠溶液的相关知识。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先概述了硅酸钠溶液的重要性和应用领域。
然后介绍了整篇文章的目的，即通过详细的介绍和讨论，使读者对硅酸钠溶液有更全面的了解。
正文部分由两个主要章节组成。
第一个章节是关于硅酸钠溶液的性质。
在该部分，将详细介绍硅酸钠溶液的化学性质、物理性质、热学性质等方面的基本知识，并通过实验和研究结果来支持论述。
第二个章节是关于硅酸钠溶液的制备方法。
在该部分，将介绍硅酸钠溶液的常见制备方法，包括化学方法、物理方法等，并对不同方法的优缺点进行比较和分析。
结论部分对整个文章进行了总结。
首先总结了硅酸钠溶液的主要特性，包括其化学性质、物理性质和热学性质等。
硅酸钠基本知识
英文名：Sodium silicate, Water glass.硅酸钠是无色固体，密度cm3，熔点1321K(1088℃)。
溶于水成粘稠溶液，俗称水玻璃、泡花碱。
是一种无机粘合剂。
固体硅酸钠南方多称水玻璃，北方多称泡花碱，硅酸钠的水溶液通称水玻璃。
纯固体硅酸钠为无色透明固体，市售硅酸钠多含有某些杂质，略带浅蓝色。
硅酸钠俗称水玻璃，液体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。
固体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明玻璃块状体。
形态分为液体、固体、水淬三种。
理论上称这类物质为“胶体”。
普通硅酸钠为略带浅蓝色块状或颗粒状固体，高温高压溶解后是略带色的透明或半透明粘稠液体。
市面上出售的AR分析纯水玻璃为Na2SiO3·9H2O，放置在空气中吸潮、结块。
在水中的极易溶解。
泡花碱也就是硅酸钠（Na2SiO3），溶于水后形成的粘稠溶液，通称水玻璃，呈碱性。
它的用途非常广泛，往往根据其粘结性强的特点，被用做硅胶，而且耐酸、耐热。
有毒，但对一般的接触没有影响，误食则会对人体的肝脏造成危害分类介绍1、硅酸钠分两种，一种为偏硅酸钠，化学式Na2SiO3，式量。
另一种为正硅酸钠，化学式Na4SiO4，式量。
2、正硅酸钠是无色晶体，熔点1291K(1088℃)，不多见。
水玻璃溶液因水解而呈碱性（比纯碱稍强）。
因系弱酸盐所以遇盐酸，硫酸、硝酸、二氧化碳都能析出硅酸。
保存时应密切防止二氧化碳进入，并应使用橡胶塞以防粘住磨口玻璃塞。
工业上常用纯碱与石英共熔制取Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2↑，制品常因含亚铁盐而带浅蓝绿色。
用为无机粘接制剂（可与滑石粉等混合共用），肥皂填充剂，调制耐酸混凝土，加入颜料后可做外墙的涂料，灌入古建筑基础土壤中使土壤坚固以防倒塌。
3、偏硅酸钠是普通泡化碱与烧碱水热反应而制得的低分子晶体，商品有无水、五水和九水合物，其中九水合物只有我国市场上存在，是在上世纪80年代急需偏硅酸钠而仓促开发的技术含量较低的应急产品，因其熔点只有42℃，贮存时很容易变为液体或膏状，正逐步被淘汰，但由于一些用户习惯和一些领域对结晶水不是很在意，九水偏硅酸钠还是有一定市场。
硅酸钠基本知识
硅酸钠基本知识The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020硅酸钠基本知识简介英文名：Sodium silicate, Water glass.硅酸钠是无色固体，密度2.4g/cm3，熔点1321K(1088℃)。
溶于水成粘稠溶液，俗称水玻璃、泡花碱。
是一种无机粘合剂。
固体硅酸钠南方多称水玻璃，北方多称泡花碱，硅酸钠的水溶液通称水玻璃。
纯固体硅酸钠为无色透明固体，市售硅酸钠多含有某些杂质，略带浅蓝色。
硅酸钠俗称水玻璃，液体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。
固体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明玻璃块状体。
形态分为液体、固体、水淬三种。
理论上称这类物质为“胶体”。
普通硅酸钠为略带浅蓝色块状或颗粒状固体，高温高压溶解后是略带色的透明或半透明粘稠液体。
市面上出售的AR分析纯水玻璃为Na2SiO3·9H2O，放置在空气中吸潮、结块。
在水中的极易溶解。
泡花碱也就是硅酸钠（Na2SiO3），溶于水后形成的粘稠溶液，通称水玻璃，呈碱性。
它的用途非常广泛，往往根据其粘结性强的特点，被用做硅胶，而且耐酸、耐热。
有毒，但对一般的接触没有影响，误食则会对人体的肝脏造成危害分类介绍1、硅酸钠分两种，一种为偏硅酸钠，化学式Na2SiO3，式量122.00。
另一种为正硅酸钠，化学式Na4SiO4，式量184.04。
2、正硅酸钠是无色晶体，熔点1291K(1088℃)，不多见。
水玻璃溶液因水解而呈碱性（比纯碱稍强）。
因系弱酸盐所以遇盐酸，硫酸、硝酸、二氧化碳都能析出硅酸。
保存时应密切防止二氧化碳进入，并应使用橡胶塞以防粘住磨口玻璃塞。
工业上常用纯碱与石英共熔制取Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2↑，制品常因含亚铁盐而带浅蓝绿色。
用为无机粘接制剂（可与滑石粉等混合共用），肥皂填充剂，调制耐酸混凝土，加入颜料后可做外墙的涂料，灌入古建筑基础土壤中使土壤坚固以防倒塌。
硅酸钠基本知识
硅酸钠基本知识硅酸钠（Sodium Silicate），也被称为水玻璃，是一种无色透明或略带蓝绿色的固体或液体，常见的就是液体状的硅酸钠。
硅酸钠作为一种重要的化学品，在工业生产和生活中扮演着重要的角色。
本文将从硅酸钠的物理性质、化学性质、应用领域、环境影响等多角度进行介绍。
一、硅酸钠的物理性质硅酸钠是一种固体或液体，其外观通常为颗粒状或粉末状。
固体状硅酸钠呈白色，透明，略带蓝绿色的晶体，分子式为Na2SiO3，相对分子量为122.06，密度分别为2.4-2.5g/cm³。
液体状硅酸钠呈淡黄色或无色透明液体，味苦，分子式为Na2O·nSiO2，相对分子量和密度因其浓度和比例不同而有所变化。
硅酸钠在空气中稳定，但在空气中燃烧时会放出刺激性气体。
二、硅酸钠的化学性质硅酸钠具有强碱性，在水中易溶解，能形成碱性溶液。
与酸和氢离子反应时产生盐和水的中和反应，可用于化学分析、测定土壤pH值、处理污水等。
当硅酸钠加热至高温时，会分解为硅酸和氢氧化钠。
硅酸钠还能与一些金属离子发生络合反应，形成稳定的溶液，对于一些工业领域的应用具有重要作用。
三、硅酸钠的应用领域硅酸钠是一种重要的化学品，用途广泛。
其中，液体状硅酸钠应用更为广泛，以下为主要应用领域：1. 高分子材料制备。
硅酸钠可作为高分子材料合成的原料，如纤维素纤维增强材料、氧化钙炭黑填充橡胶和氯丁橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、聚醚等。
2. 建筑材料制造。
硅酸钠可作为构造材料和防水材料的水玻璃配套材料，如水泥、防水涂料、玻璃纤维增强材料、纸张硬化剂等。
3. 金属表面处理。
硅酸钠可作为金属表面处理液，能够增强金属表面的抵抗力、附着力和耐腐蚀性。
4. 离子交换剂。
硅酸钠可作为弱碱性阳离子交换剂，用于某些水处理过程，如缓冲水中的酸碱性；同时，硅酸钠也可作为优质垃圾桶的除臭剂、污水处理等。
5. 火柴制造。
硅酸钠可以作为火柴、树脂、树脂粘合剂等的生产原料，在硅酸钠的配合下，可以增强火柴棒的硬度和防水性。
硅酸钠-硅肥
硅酸钠Sodium silicate硅酸钠俗称水玻璃，商品名：泡花碱，分子式为：Na2SiO3。
工业硅酸钠因分子中氧化钠与二氧化硅比值不同其性质亦不同。
氧化钠与二氧化硅的分子摩尔比称为模数，模数在3以下的称为中性水玻璃，模数3以上的称为碱性水玻璃。
其产品通常有固体水玻璃，水合水玻璃和液体水玻璃之分。
物化性质: 有液体、固体和粉状等多种产品。
常见的是液体，无色透明或带浅灰色的粘稠物，物理性质随模数不同而异。
液体硅酸钠，是一种无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。
固体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明玻璃块状体。
物理性质及形态:无色、淡黄色或表灰色透明的粘稠液体。
无水物为无定形，天蓝色或黄绿色，为玻璃状。
形态分为液体、固体、水淬三种。
用途：是白炭黑、硅胶、分子筛、偏硅酸钠等化工产品生产的基本原料。
是纸箱、铸造、建材、焊条生产的粘合剂。
在肥皂或合成洗涤剂中充当洗涤助剂。
用途: 泡花碱的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。
在化工系统被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状泡花碱、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料。
在经济发达国家，以泡花碱为原料的深加工系列产品已发展到50余种，有些已应用于高、精、尖科技领域；在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、金属防腐剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂、染和浆料、矿山选矿、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂、硅胶、硅溶胶、分子筛、白炭黑等……。
偏硅酸钠:是指模数为1的结晶型硅酸钠。
是将液体泡花碱与液碱发生反应，经一定的工艺条件转变成结晶型硅酸钠，其分子晶态结构为针状排列结构。
硅酸钠基本知识
硅酸钠基本知识简介英文名：Sodium silicate, Water glass.硅酸钠是无色固体,密度2.4g/cm3,熔点1321K1088℃;溶于水成粘稠溶液,俗称水玻璃、泡花碱;是一种无机粘合剂;固体硅酸钠南方多称水玻璃,北方多称泡花碱,硅酸钠的水溶液通称水玻璃;纯固体硅酸钠为无色透明固体,市售硅酸钠多含有某些杂质,略带浅蓝色;硅酸钠俗称水玻璃,液体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体;固体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明玻璃块状体;形态分为液体、固体、水淬三种;理论上称这类物质为“胶体”;普通硅酸钠为略带浅蓝色块状或颗粒状固体,高温高压溶解后是略带色的透明或半透明粘稠液体;市面上出售的AR分析纯水玻璃为Na2SiO3·9H2O,放置在空气中吸潮、结块;在水中的极易溶解;泡花碱也就是硅酸钠Na2SiO3,溶于水后形成的粘稠溶液,通称水玻璃,呈碱性;它的用途非常广泛,往往根据其粘结性强的特点,被用做硅胶,而且耐酸、耐热;有毒,但对一般的接触没有影响,误食则会对人体的肝脏造成危害分类介绍1、硅酸钠分两种,一种为偏硅酸钠,化学式Na2SiO3,式量122.00;另一种为正硅酸钠,化学式Na4SiO4,式量184.04;2、正硅酸钠是无色晶体,熔点1291K1088℃,不多见;水玻璃溶液因水解而呈碱性比纯碱稍强;因系弱酸盐所以遇盐酸,硫酸、硝酸、二氧化碳都能析出硅酸;保存时应密切防止二氧化碳进入,并应使用橡胶塞以防粘住磨口玻璃塞;工业上常用纯碱与石英共熔制取Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2↑,制品常因含亚铁盐而带浅蓝绿色;用为无机粘接制剂可与滑石粉等混合共用,肥皂填充剂,调制耐酸混凝土,加入颜料后可做外墙的涂料,灌入古建筑基础土壤中使土壤坚固以防倒塌;3、偏硅酸钠是普通泡化碱与烧碱水热反应而制得的低分子晶体,商品有无水、五水和九水合物,其中九水合物只有我国市场上存在,是在上世纪80年代急需偏硅酸钠而仓促开发的技术含量较低的应急产品,因其熔点只有42℃,贮存时很容易变为液体或膏状,正逐步被淘汰,但由于一些用户习惯和一些领域对结晶水不是很在意,九水偏硅酸钠还是有一定市场;生产方法硅酸钠的生产方法分干法固相法和湿法液相法两种;1、干法生产是将石英砂和纯碱按一定比例混合后在反射炉中加热到1400 ℃左右,生成熔融状硅酸钠；2、湿法生产是将烧碱水溶液和石英粉在高压釜内共热直接生成水玻璃,经过滤浓缩得成品水玻璃;物化性质回目录分子式块状硅酸钠Na2O·mSiO2 分子量：122.054 CAS NO.:1344-09-8石英砂和碱的配合比例即SiO2和Na2O的摩尔比决定着硅酸钠的模数M,模数即显示硅酸钠的组成,又影响硅酸钠的物理、化学性质,因此不同模数的硅酸钠有着不同的用处;广泛应用于普通铸造、精密铸造、造纸、陶瓷、粘土、选矿、高岭土、洗涤等众多领域;硅酸钠变质原理Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3技术指标硅酸钠水溶液的技术指标二氧化硅% ≥24.6 ≥26.0≥29.2≥25.7氧化钠% ≥7.0 ≥8.2≥12.8≥10.2水不溶物% ≤0.20 ≤0.38 ≤0.36 ≤0.38铁% ≤0.02 ≤0.09≤0.08≤0.09波美度0.35-0.37 0. 39-0.41 0 .50-0.52 0. 44-0.46模数 3.5-3.7 3.1-3.4 2.2-2.5 2.6-2.9固体硅酸钠的技术指标模数 3.5-3.7 3.1~3.4 2.6~2.9 2.2~2.5可溶固体% ≥99 ≥99 ≥99≥99铁% 0.12 0.12 0.12 0.10用途水玻璃的用途非常广泛,几乎遍及国民经济的各个部门;在化工系统被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状硅酸钠、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品,是硅化合物的基本原料;在经济发达国家,以硅酸钠为原料的深加工系列产品已发展到50余种,有些已应用于高、精、尖科技领域；在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料,也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、金属防腐剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂、染和浆料、矿山选矿、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂等……;分述如下：1、涂刷材料表面,提高抗风化能力水玻璃溶液涂刷或浸渍材料后,能渗入缝隙和孔隙中,固化的硅凝胶能堵塞毛细孔通道,提高材料的密度和强度,从而提高材料的抗风化能力;但水玻璃不得用来涂刷或浸渍石膏制品;因为水玻璃与石膏反应生成硫酸钠Na2SO4,在制品孔隙内结晶膨胀,导致石膏制品开裂破坏;2、加固土壤将水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中,两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶,起到胶结和填充孔隙的作用,使土壤的强度和承载能力提高;常用于粉土、砂土和填土的地基加固,称为双液注浆;3、配制速凝防水剂水玻璃可与多种矾配制成速凝防水剂,用于堵漏、填缝等局部抢修;这种多矾防水剂的凝结速度很快,一般为几分钟,其中四矾防水剂不超过1min,故工地上使用时必须做到即配即用;多矾防水剂常用胆矾硫酸铜、红矾重铬酸钾,K2Cr2O7、明矾也称白矾,硫酸铝钾、紫矾等四种矾;4、配制耐酸胶凝、耐酸砂浆和耐酸混凝土耐酸胶凝是用水玻璃和耐酸粉料常用石英粉配制而成;与耐酸砂浆和混凝土一样,主要用于有耐酸要求的工程;如硫酸池等;5、配制耐热胶凝、耐热砂浆和耐热混凝土水玻璃胶凝主要用于耐火材料的砌筑和修补;水玻璃耐热砂浆和混凝土主要用于高炉基础和其他有耐热要求的结构部位;6、防腐工程应用改性水玻璃耐酸泥是耐酸腐蚀重要材料,主要特性是耐酸、耐温、密实抗渗、价格低廉、使用方便;可拌和成耐酸胶泥、耐酸沙浆和耐酸混凝土,适用于化工、冶金、电力、煤炭、纺织等部门各种结构的防腐蚀工程,是纺酸建筑结构贮酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料;7、铸造制型芯黏结剂五十年代水玻璃吹二氧化碳工艺广泛应用,该工艺水玻璃加入量高、溃散性差,旧砂不能回用,浪费硅砂资源,大量外排固体废弃物,破坏生态环境,生产铸件质量粗糙,使其面临被淘汰;酯硬化新型水玻璃自硬砂1999年问世,水玻璃加入量1.8-3.0%,强度高、溃散性好、旧砂可再生回用,回用率80-90%,可使用时间可调,可用于机械化造型生产线,也可用于单件小批量生产;可生产几公斤至几百吨的各种铸件,现已在铁路车辆、冶金机械、重型机械、矿山机械、通用机械厂几十家企业推广应用;新型水玻璃被称为符合可持续发展的绿色环保型铸造黏结剂;主要特点回目录1、粘结力和强度较高水玻璃硬化后的主要成分为硅凝胶和固体,比表面积大,因而具有较高的粘结力;但水玻璃自身质量、配合料性能及施工养护对强度有显著影响;2、耐酸性好可以抵抗除氢氟酸HF、热磷酸和高级脂肪酸以外的几乎所有无机和有机酸;3、耐热性好硬化后形成的二氧化硅网状骨架,在高温下强度下降很小,当采用耐热耐火骨料配制水玻璃砂浆和混凝土时,耐热度可达1000℃;因此水玻璃混凝土的耐热度,也可以理解为主要取决于骨料的耐热度;4、耐碱性和耐水性差因和混合后易均溶于碱,故水玻璃不能在碱性环境中使用;同样由于、NaF、Na2CO3均溶于水而不耐水,但可采用中等浓度的酸对已硬化水玻璃进行酸洗处理,提高耐水性;其他相关知识水玻璃基本知识常用的水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类,俗称泡花碱;钠水玻璃为硅酸钠水溶液,分子式为Na2O·mSiO2;钾水玻璃为硅酸钾水溶液,分子式为K2O·mSiO2 ;土木工程中主要使用钠水玻璃;当工程技术要求较高时也可采用钾水玻璃;优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体,溶于水;当含有杂质时呈淡黄色或青灰色;钠水玻璃分子式中的m称为水玻璃的模数,代表Na2O和SiO2的摩尔比,是非常重要的参数;m值越大,水玻璃的粘度越高,但水中的溶解能力下降;当m大于3.0时,只能溶于热水中,给使用带来麻烦;m值越小,水玻璃的粘度越低,越易溶于水;土木工程中常用模数m为2.6～2.8,既易溶于水又有较高的强度;我国生产的水玻璃模数一般在2.4～3.3之间;水玻璃在水溶液中的含量或称浓度常用密度或者波美度表示;土木工程中常用水玻璃的密度一般为 1.36～1.50g/cm3,相当于波美度38.4～48.3 ;密度越大,水玻璃含量越高,粘度越大;水玻璃通常采用石英粉SiO2加上纯碱Na2CO3,在1300～1400℃的高温下煅烧生成液体硅酸钠,从炉出料口流出、制块或水淬成颗粒;再在高温或高温高压水中溶解,制得溶液状水玻璃产品;水玻璃的凝结固化水玻璃在空气中的凝结固化与石灰的凝结固化非常相似,主要通过碳化和脱水结晶固结两个过程来实现;随着碳化反应的进行,硅胶含量增加,接着自由水分蒸发和硅胶脱水成固体而凝结硬化,其特点是：1、速度慢;由于空气中CO2浓度低,故碳化反应及整个凝结固化过程十分缓慢;2、体积收缩;3、强度低;为加速水玻璃的凝结固化速度和提高强度,水玻璃使用时一般要求加入固化剂氟硅酸钠,分子式为Na2SiF6 ;氟硅酸钠的掺量一般为12%～15%;掺量少,凝结固化慢,且强度低；掺量太多,则凝结硬化过快,不便施工操作,而且硬化后的早期强度虽高,但后期强度明显降低;因此,使用时应严格控制固化剂掺量,并根据气温、湿度、水玻璃的模数、密度在上述范围内适当调整;即：气温高、模数大、密度小时选下限,反之亦然;速溶粉状硅酸钠速溶粉状硅酸钠又称速溶泡花碱、水合硅酸钠;该产品外观洁白,呈粉末状,均匀性好;运输、储存和使用非常方便,特别适用于机械化、自动化操作;广泛应用于冶金、电力、石化及建材工业中;被用来做为不定形耐火材料中的粘结剂、工业清洗剂、防腐剂,在制皂和耐酸水泥、精细陶瓷工业以及精密铸造业的快干剂和增强剂等;速溶粉状硅酸钠产品还具有液体泡花碱所具有的一切性能和应用;速溶粉状硅酸钠分子式Na2O·mSiO2·nH2O,式量一般在280-350之间;与通过机械粉碎的无水粉末状硅酸钠相比,前者有许多宝贵性质,如水溶速度、纯净程度等;速溶粉状硅酸钠属于精细化工产品,系对干法芒硝法、纯碱法泡花碱经过化料、过滤、调模、喷雾干燥等加工过程制得的;。
2020-2021学年高二化学新教材人教版必修第二册教师用书：5.3.1硅酸盐材料含解析
第三节无机非金属材料第1课时硅酸盐材料课前自主预习一、硅酸盐1．硅酸盐在自然界中的存在形形色色的硅酸盐存在于地球的每一个角落，古代的陶瓷、砖瓦、现代的玻璃、水泥等，都是硅酸盐产品。
2．硅酸钠(1)物理性质：可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，具有强的黏合性。
(2)化学性质：①过量的CO2通入到Na2SiO3溶液中，发生的反应方程式为：Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3，反应的原因：酸性H2CO3>H2SiO3。
②向Na2SiO3溶液中滴加CaCl2溶液，发生的反应方程式为：Na2SiO3＋CaCl2===CaSiO3↓＋2NaCl。
(3)用途：①建筑业常使用的黏合剂；②用水玻璃浸泡过的木材和纺织品既防腐蚀，又防火，故常被称为木材防火剂；③还可用作肥皂填料等。
(4)硅酸盐的表示方法：二、硅酸盐产品1．三大传统硅酸盐产品 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、石英 玻璃窑 陶瓷黏土许多硅酸盐具有多孔结构，孔径不同的硅酸盐具有筛分分子的作用，常用作分离、提纯气体或液体混合物，还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂载体。
3．传统硅酸盐工业(1)玻璃：①生产过程：纯碱、石灰石、石英等――→粉碎后适当比例玻璃熔炉――→冷却成品玻璃 ②主要化学反应：Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑；CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2↑。
③主要成分：Na2O·CaO·6SiO2。
④几种常见玻璃：a．石英玻璃——成分为SiO2，以纯净的石英为主要原料制成。
b．钢化玻璃——普通玻璃在电炉中加热软化，然后急速冷却而成，机械强度是普通玻璃的4～6倍。
c．有色玻璃——普通玻璃中加入一些金属氧化物，如Cu2O：红色玻璃，Co2O3：蓝色玻璃，MnO2：紫色玻璃等。
(2)水泥：①生产过程：黏土、石灰石――→粉碎后适当比例水泥回转窑――→加入石膏粉碎水泥②变化：发生了复杂的物理化学变化。
硅酸钠
硅酸钠来源：世界化工网：/1.硅酸钠的性质、用途硅酸钠，俗名钠水玻璃，商品名泡花碱。
其化学式为：Na2O·mSiO2或Na2O·mSiO2·nH2O，通常简写为NaSiO3.硅酸钠为无色，淡黄色或青灰色透明的粘稠液体。
溶于水呈碱性，遇酸分解而析出硅酸的胶质沉淀。
无水物无定行，天蓝色或黄绿色呈玻璃状。
其相对密度随模数的降低而增大，无固定熔点。
硅酸钠的额用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。
在石油工业中被用来制造石油催化、裂化用的硅铝催化剂；在化学工业中呗用来制造硅胶，沸石分子筛、沉淀二氧化硅、各类硅酸盐类，是硅化物的基本原料；在轻工业中时洗衣粉，肥皂中不可少的填料；在建筑工业中，用于制造快干水泥，耐酸水泥，防水油，土壤固化剂，耐火材料，建筑涂料等，油漆是以硅酸钠为基料的建筑涂料有着极大的时常2.制法及工艺流程硅酸钠的生产方法较多，总的可分为干法和湿法。
硅酸钠的生产工艺国内外大体相似，但采用设备国外较先进，多为自动化程度较高的单元设备。
在干法生产中，熔炉单炉产量大，热效率高，品种规格多，特别是专用品种有较大发展。
我国还较落后，与国外比有较大差距。
干法中分为：硅酸盐法，硫酸盐法，硫酸氢盐法，硫化物法，硝酸盐法，固体苛性钠法，氯化钠法。
湿法中分为：加压烧碱法，常压烧碱硅藻土法，非蒸压硫化物硅藻土法，硅或硅化物法，碳化硅法，电解法等。
上述制法中常用的是干法中的碳酸盐法和硫酸盐法，尤其以纯碱与石英砂（硅砂）为原料的碳酸盐法应用最广，它的工艺简单，历史悠久。
（1）干法——纯碱法将纯碱和硅砂按一定比例均匀混合，在1400~1500℃进行熔融反应，溶溶物经水淬，冷却形成玻璃料，趁热加入溶解槽内，在通入蒸汽加热溶解，经沉淀浓缩，制得水玻璃，生产工艺流程示意图如图7-3.其反应式如下：（2）湿法——烧碱法将液体烧碱和硅砂按适当比例混合加入压热釜中，通入直接蒸汽，用夹套蒸汽保温，维持压力不变，反应数小时，将反应物过滤，浓缩，制得水玻璃。
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硅酸钠的物理、化学性质及用途固体硅酸钠南方多称水玻璃，北方多称泡花碱，硅酸钠的水溶液通称水玻璃。
纯固体硅酸钠为无色透明固体，市售硅酸钠多含有某些杂质略带浅蓝色。
硅酸钠的生产方法分干法（固相法）和湿法（液相法）两种。
干法生产是将石英砂和纯碱按一定比例混合后在反射炉中加热到1400 ℃左右，生成熔融状硅酸钠；湿法生产是将烧碱水溶液和石英粉在高压釜内共热直接生成水玻璃，经过滤浓缩得成品水玻璃。
分子式Na2O·mSiO2石英砂和碱的配合比例即SiO2和Na2O的摩尔比决定着硅酸钠的模数M，模数即显示硅酸钠的组成，又影响硅酸钠的物理、化学性质，因此不同模数的硅酸钠有着不同的用处。
广泛应用于普通铸造、精密铸造、造纸、陶瓷、粘土、选矿、高岭土、洗涤等众多领域。
技术指标硅酸钠水溶液的技术指标指标名称技术指标二氧化硅（%）≥24.6 ；≥26.0 ；≥29.2 ；≥25.7氧化钠（%）≥7.0 ；≥8.2 ；≥12.8；≥10.2水不溶物（%）≤0.20 ;≤0.38 ;≤0.36 ;≤0.38铁（%）≤0.02 ;≤0.09; ≤0.08 ;≤0.09水余量波美度35.0-37.；0. 39.-0.41；0 .50-.0.52.；0. 44-0.46模数 3.5-3.7; 3.1-3.4 ;2.2-2.5 ;2.6-2.9固体硅酸钠的技术指标指标名称技术指标模数（M）3.5-3.7 ;3.1~3.4 ;2.6~2.9 ;2.2~2.5可溶固体（%）≥99; ≥99 ;≥99 ;≥99铁(%) 0.12 ;0.12 ;0.12; 0.10用途水玻璃的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。
在化工系统被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状硅酸钠、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料。
在经济发达国家，以硅酸钠为原料的深加工系列产品已发展到50余种，有些已应用于高、精、尖科技领域；在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、金属防腐剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂、染和浆料、矿山选矿、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂等……。
分述如下：1、涂刷材料表面，提高抗风化能力水玻璃溶液涂刷或浸渍材料后，能渗入缝隙和孔隙中，固化的硅凝胶能堵塞毛细孔通道，提高材料的密度和强度，从而提高材料的抗风化能力。
但水玻璃不得用来涂刷或浸渍石膏制品。
因为水玻璃与石膏反应生成硫酸钠（Na2SO4），在制品孔隙内结晶膨胀，导致石膏制品开裂破坏。
2、加固土壤将水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中，两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用，使土壤的强度和承载能力提高。
常用于粉土、砂土和填土的地基加固，称为双液注浆。
3、配制速凝防水剂水玻璃可与多种矾配制成速凝防水剂，用于堵漏、填缝等局部抢修。
这种多矾防水剂的凝结速度很快，一般为几分钟，其中四矾防水剂不超过1min，故工地上使用时必须做到即配即用。
多矾防水剂常用胆矾（硫酸铜，）、红矾（重铬酸钾，K2Cr2O7）、明矾（也称白矾，硫酸铝钾）、紫矾等四种矾。
4、配制耐酸胶凝、耐酸砂浆和耐酸混凝土耐酸胶凝是用水玻璃和耐酸粉料（常用石英粉）配制而成。
与耐酸砂浆和混凝土一样，主要用于有耐酸要求的工程。
如硫酸池等。
5、配制耐热胶凝、耐热砂浆和耐热混凝土水玻璃胶凝主要用于耐火材料的砌筑和修补。
水玻璃耐热砂浆和混凝土主要用于高炉基础和其他有耐热要求的结构部位。
6、防腐工程应用改性水玻璃耐酸泥是耐酸腐蚀重要材料，主要特性是耐酸、耐温、密实抗渗、价格低廉、使用方便。
可拌和成耐酸胶泥、耐酸沙浆和耐酸混凝土，适用于化工、冶金、电力、煤炭、纺织等部门各种结构的防腐蚀工程，是纺酸建筑结构贮酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料。
7，铸造制型（芯）黏结剂五十年代水玻璃吹二氧化碳工艺广泛应用，该工艺水玻璃加入量高、溃散性差，旧砂不能回用，浪费硅砂资源，大量外排固体废弃物，破坏生态环境，生产铸件质量粗糙，使其面临被淘汰。
酯硬化新型水玻璃自硬砂1999年问世，水玻璃加入量1.8-3.0%，强度高、溃散性好、旧砂可再生回用，回用率80-90%，可使用时间可调，可用于机械化造型生产线，也可用于单件小批量生产。
可生产几公斤至几百吨的各种铸件，现已在铁路车辆、冶金机械、重型机械、矿山机械、通用机械厂几十家企业推广应用。
新型水玻璃被称为符合可持续发展的绿色环保型铸造黏结剂。
分类和组成常用的水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类，俗称泡花碱。
钠水玻璃为硅酸钠水溶液，分子式为Na2O·mSiO2。
钾水玻璃为硅酸钾水溶液，分子式为K2O·mSiO2 。
土木工程中主要使用钠水玻璃。
当工程技术要求较高时也可采用钾水玻璃。
优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体，溶于水。
当含有杂质时呈淡黄色或青灰色。
钠水玻璃分子式中的m称为水玻璃的模数，代表Na2O和SiO2的摩尔比，是非常重要的参数。
m值越大，水玻璃的粘度越高，但水中的溶解能力下降。
当m大于3. 0时，只能溶于热水中，给使用带来麻烦。
m值越小，水玻璃的粘度越低，越易溶于水。
土木工程中常用模数m为2.6～2.8，既易溶于水又有较高的强度。
我国生产的水玻璃模数一般在2.4～3.3之间。
水玻璃在水溶液中的含量（或称浓度）常用密度或者波美度表示。
土木工程中常用水玻璃的密度一般为1.36～1.50g/ cm3，相当于波美度38.4～48.3 。
密度越大，水玻璃含量越高，粘度越大。
水玻璃通常采用石英粉（SiO2）加上纯碱（Na2CO3），在1300～1400℃的高温下煅烧生成液体硅酸钠，从炉出料口流出、制块或水淬成颗粒。
再在高温或高温高压水中溶解，制得溶液状水玻璃产品。
凝结固化水玻璃在空气中的凝结固化与石灰的凝结固化非常相似，主要通过碳化和脱水结晶固结两个过程来实现。
随着碳化反应的进行，硅胶（）含量增加，接着自由水分蒸发和硅胶脱水成固体而凝结硬化，其特点是：1、速度慢。
由于空气中CO2浓度低，故碳化反应及整个凝结固化过程十分缓慢。
2、体积收缩。
3、强度低。
为加速水玻璃的凝结固化速度和提高强度，水玻璃使用时一般要求加入固化剂氟硅酸钠，分子式为。
其反应式如下：氟硅酸钠的掺量一般为12%～15%。
掺量少，凝结固化慢，且强度低；掺量太多，则凝结硬化过快，不便施工操作，而且硬化后的早期强度虽高，但后期强度明显降低。
因此，使用时应严格控制固化剂掺量，并根据气温、湿度、水玻璃的模数、密度在上述范围内适当调整。
即：气温高、模数大、密度小时选下限，反之亦然。
主要性质1、粘结力和强度较高水玻璃硬化后的主要成分为硅凝胶（）和固体，比表面积大，因而具有较高的粘结力。
但水玻璃自身质量、配合料性能及施工养护对强度有显著影响。
2、耐酸性好可以抵抗除氢氟酸（HF）、热磷酸和高级脂肪酸以外的几乎所有无机和有机酸。
3、耐热性好硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在高温下强度下降很小，当采用耐热耐火骨料配制水玻璃砂浆和混凝土时，耐热度可达1000℃。
因此水玻璃混凝土的耐热度，也可以理解为主要取决于骨料的耐热度。
4、耐碱性和耐水性差因和混合后易均溶于碱，故水玻璃不能在碱性环境中使用。
同样由于、NaF、N a2CO3均溶于水而不耐水，但可采用中等浓度的酸对已硬化水玻璃进行酸洗处理，提高耐水性。
速溶粉状硅酸钠速溶粉状硅酸钠又称速溶泡花碱、水合硅酸钠。
该产品外观洁白，呈粉末状，均匀性好。
运输、储存和使用非常方便，特别适用于机械化、自动化操作。
广泛应用于冶金、电力、石化及建材工业中。
被用来做为不定形耐火材料中的粘结剂、工业清洗剂、防腐剂，在制皂和耐酸水泥、精细陶瓷工业以及精密铸造业的快干剂和增强剂等。
速溶粉状硅酸钠产品还具有液体泡花碱所具有的一切性能和应用。
速溶粉状硅酸钠分子式Na2O·mSiO2·nH2O，式量一般在280-350之间。
与通过机械粉碎的无水粉末状硅酸钠相比，前者有许多宝贵性质，如水溶速度、纯净程度等。
速溶粉状硅酸钠属于精细化工产品，系对干法（芒硝法、纯碱法）泡花碱经过化料、过滤、调模、喷雾干燥等加工过程制得的。
硅酸钠Sodium silicate硅酸钠俗称水玻璃，商品名：泡花碱，分子式为：Na2SiO3。
工业硅酸钠因分子中氧化钠与二氧化硅比值不同其性质亦不同。
氧化钠与二氧化硅的分子摩尔比称为模数，模数在3以下的称为中性水玻璃，模数3以上的称为碱性水玻璃。
其产品通常有固体水玻璃，水合水玻璃和液体水玻璃之分。
物化性质: 有液体、固体和粉状等多种产品。
常见的是液体，无色透明或带浅灰色的粘稠物，物理性质随模数不同而异。
液体硅酸钠，是一种无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。
固体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明玻璃块状体。
物理性质及形态:无色、淡黄色或表灰色透明的粘稠液体。
无水物为无定形，天蓝色或黄绿色，为玻璃状。
形态分为液体、固体、水淬三种。
用途：是白炭黑、硅胶、分子筛、偏硅酸钠等化工产品生产的基本原料。
是纸箱、铸造、建材、焊条生产的粘合剂。
在肥皂或合成洗涤剂中充当洗涤助剂。
用途: 泡花碱的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。
在化工系统被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状泡花碱、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料。
在经济发达国家，以泡花碱为原料的深加工系列产品已发展到50余种，有些已应用于高、精、尖科技领域；在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、金属防腐剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂、染和浆料、矿山选矿、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂、硅胶、硅溶胶、分子筛、白炭黑等……。