《硅的性质及硅酸盐》
硅酸盐的定义及性质
聚焦“硅酸盐”一、硅酸盐的定义及存在硅酸盐是由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物的总称。
它是构成地壳中岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿石，约占地壳的5％，粘土的主要成分也是硅酸盐。
粘土的种类很多，常见的有高岭土和一般粘土，前者含杂质较少，后者含杂质较多。
二、硅酸盐的性质：1、物理性质：大多数硅酸盐熔点较高，不溶于水。
2、化学性质：①因为硅酸的酸性很弱，依据强酸制弱酸的原理，硅酸盐能与大多数酸发生反应。
例如，下列反应：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓或Na2SiO3+2H2O+CO2=Na2CO3+H4SiO4↓；②热稳定高：一般条件下受热很难分解。
三、硅酸盐组成的表示方法硅酸盐的种类很多，无论是天然的还是人工制成的硅酸盐，结构都比较复杂，其组成的表示方法有两种。
1、化学式法：一般用于组成较简单的硅酸盐，如硅酸钠（Na2SiO3）、硅酸钙（Ca2SiO3）等。
2、氧化物法：一种常用的表示方法，该法一般用于组成和结构比较复杂的物质，通常用二氧化硅和其他的氧化物的形式去表达。
用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时，各氧化物的排列顺序为：较活泼金属氧化物→较不活泼金属氧化物→二氧化硅→水，各氧化物之间用“·”隔开。
另外各氧化物前面的系数都是整数。
如镁橄榄石（Mg2SiO4）2MgO·SiO2，高岭石〔Al2(Si2O 5)(OH)4〕Al2O3·2SiO2·2H2O，正长石(2KAlSi3O8) K2O·Al2O3·6SiO2四、典型习题例题、矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所措的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。
例如钾长石（KalSi3O 8）风化生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，此后反应的离子方程式为：2KalSi3O8+2H2CO3+9H2O=2K++2HCO3—+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4.（1）将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形成①KalSi3O8______________________ ②Al2Si2O5(OH)4______________________（2）上述反应能够发生的原因是____________________________________ ________。
(完整版)硅酸盐的性质
二、硅酸盐
(2).化性: 相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3
Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3
(3).用途：肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂
2.表示方法：
现象 滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红 色消失，并有透明胶状物质生成
结论 反应式
Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成 了H2SiO3 Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 （胶体） +
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl
一.硅酸（H2SiO3）
形成硅酸溶胶（能流动），当硅酸的浓度较大 时，就会形成硅酸凝胶（不能流动），硅酸凝 胶经过干燥脱水就形成硅胶。
➢硅胶的用途：
干燥剂（吸水），
吸附剂（多孔），
催化剂的载体。
二、硅酸盐
1.硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合 物的总称。
在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化 合物，一般都不溶于水，化学性质很稳定。
硅酸盐的种类很多，结构 复杂，为了方便记忆和计 算，常用氧化物的形式表 示硅酸盐的组成
实例
Na2SiO3 Na2O•SiO2
要领：两边原子个数守恒
格式：金属氧化物·二氧化硅·水
顺序：金属按活动顺序表
高岭石
Al2（Si2O5）（OH）4
Al2O3 ·2SiO2·2H2O
K(Al3Si3O10)(OH)2 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
硅
2.硅的物理性质
单质硅有晶体硅和无定形两种。 是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点 1410℃，硬度大、有脆性，在常温下化学 性质不活泼。 处于金属与非金属的过渡位置。 晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间， 是良好的半导体材料
3、硅的化学性质： 不活泼 氧化剂Cl2、O2、浓H2SO4、浓HNO3等常温下 都不与硅起反应。 (1)常温下: ①Si+2F2=SiF4 ②Si+4HF= SiF4 ↑+2H2↑ ③Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
（3） 具有生物特性。有些新型无机非金属
材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织 有较好的适应性，可直接植入人体内，用这 类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应 用在医疗上。
人 造 关 节
（4） 一些新型无机非金属材料可以作
为半导体、导体、超导体等，一些绝缘 性材料常被用于集成电路的基板。我国 高温超导材料的研究处于世界领先水平
第三章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角-------硅
硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧 相互化合。所以在氧化气氛包围的地球上，硅 主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式 存在。
主要存在于：
硅石，玛瑙，水晶，石英
水晶
玛瑙
硅石
石英
一、硅
1.硅的原子结构
+14
2 84
硅原子的最外层有4e-， 既不容易失去e-，也不容易得到e-
（2）高温下，化学性质较活泼
高温 ①
Si+2Cl2===SiCl4
高温
②
Si+O2===SiO2
高温
③
Si+C===SiC
硅酸盐物理化学
硅酸盐物理化学篇一：硅酸盐是一种广泛存在于自然界中的重要矿物质盐类,其化学性质和物理结构对其应用具有重要意义。
本文将介绍硅酸盐的基本概念、物理性质和化学性质,以及其在建筑材料、陶瓷、玻璃和其他领域中的应用。
正文:1. 基本概念硅酸盐是由硅和氧元素组成的无机化合物。
硅原子与氧原子以共价键结合形成硅氧化合物,如二氧化硅、三氧化硅等。
氧原子则与两个硅原子结合形成单晶硅、单晶硅、多晶硅等。
硅酸盐的化学式为Si2O3,是一种高纯度的无机化合物,具有高强度、高硬度、耐腐蚀和耐高温等特点。
2. 物理性质硅酸盐的物理性质主要包括晶体结构、熔点、沸点、硬度、密度和颜色等。
(1)晶体结构:硅酸盐的晶体结构属于立方晶系,其中硅和氧原子以共价键相连,形成六边形晶胞。
(2)熔点:硅酸盐的熔点一般在2300-2500°C之间,不同种类的硅酸盐熔点有所差异。
(3)沸点:硅酸盐的沸点一般在3440-3580°C之间,不同种类的硅酸盐沸点有所差异。
(4)硬度:硅酸盐的硬度在摩氏硬度表中属于中等硬度,不同种类的硅酸盐硬度有所差异。
(5)密度:硅酸盐的密度一般在2.7-3.1g/cm3之间,不同种类的硅酸盐密度有所差异。
(6)颜色:硅酸盐的颜色因种类而异,一般为灰色、白色、黄色等。
3. 化学性质硅酸盐的化学性质主要包括化学反应活性、酸碱性质、金属反应等。
(1)化学反应活性:硅酸盐与其他元素有很强的化学反应活性,如与铝、铁反应生成相应的硅酸盐化合物。
(2)酸碱性质:硅酸盐的水溶液呈中性,在酸和碱的作用下会发生相应的反应。
(3)金属反应:硅酸盐可以与一些金属反应生成相应的金属盐化合物,如与钠反应生成钠离子硅酸盐、与钾反应生成钾离子硅酸盐等。
硅酸盐具有广泛的化学和应用价值,其物理和化学性质决定了其在建筑材料、陶瓷、玻璃和其他领域的广泛应用。
随着科技的不断进步,硅酸盐的应用前景将越来越广阔。
篇二：硅酸盐物理化学是一门研究硅酸盐及其相关物质的物理、化学和电学性质的学科,主要包括硅酸盐的结构、性质、合成和制备方法,以及硅酸盐在材料、化学和能源等领域的应用。
2020-2021高中化学1学案：4.1 第2课时硅酸盐和硅单质含解析
2020-2021学年高中化学人教版必修1学案：4.1 第2课时硅酸盐和硅单质含解析第2课时硅酸盐和硅单质一、硅酸盐1．概念：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
2．硅酸盐的性质:硅酸盐是一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。
6.其他含硅的物质。
二、硅单质1．物理性质晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性。
晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
2．化学性质(1)稳定性：常温下硅的化学性质不活泼，只能与氟气（F2)、氢氟酸（HF）和强碱溶液反应.化学方程式分别为：Si＋2F2===SiF4，Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(2）还原性:在加热条件下,硅能与一些非金属单质发生反应：Si＋2Cl2错误!SiCl4，Si＋O2错误!SiO2，Si＋C错误!SiC。
3．工业制法（1)制粗硅：SiO2＋2C错误!Si(粗）＋2CO↑;(2）粗硅提纯：Si＋2Cl2错误!SiCl4,SiCl4＋2H2错误!Si(纯)＋4HCl。
4．用途（1)用做半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。
（2)制合金，如含硅4%的钢可制成变压器的铁芯,含硅15％的钢可制造耐酸设备等。
（3）制造光电池，将光能直接转换为电能。
知识点一硅酸盐的表示方法1．规律通常用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成。
硅酸盐中的硅元素以SiO2的形式表示，金属元素如Na、K、Mg、Al、Ca等，以它们常见的氧化物形式表示,氢元素以H2O的形式表示。
硅酸盐
1) 盐化学式法
硅酸盐及其产品 硅酸盐组成的表示方法
硅酸盐的种类多、结构很复杂，其组 成表示方法一般有两种：
1) 盐化学式法
如：硅酸钠Na2SiO3 、硅酸钙 CaSiO3等。此法一般用于组成较简单 的硅酸盐。
2) 盐氧化物法
2) 盐氧化物法 对于复杂的硅酸盐，通常可用二氧化 硅和金属氧化物的形式来表示其组成。 金属氧化物写在前面，再写SiO2，最 后写H2O；氧化物之间用“· ”隔开。
2) 盐氧化物法 对于复杂的硅酸盐，通常可用二氧化 硅和金属氧化物的形式来表示其组成。 金属氧化物写在前面，再写SiO2，最 后写H2O；氧化物之间用“· ”隔开。 例如： Na2SiO3 Na2O· 2 SiO Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3· 2SiO2· 2O 2H
拆分原则
要领：两边原子个数守恒 格式：金属氧化物 二氧化硅 水 (各氧化物前系数为最简整数比)
3. 石棉:CaMg3Si4O12 CaO· 3MgO· 4SiO2
4. 长石:KAlSi3O8 5. 普通玻璃:CaNa2Si6O14
6. 黏土:Al2(Si2O5)(OH)4
练习：把下列式子改写成氧化物的形式
1. 蛇纹石:H4Mg3Si2O9 3MgO· 2SiO2· 2O 2H 2. 钙长石:CaAl2SiO6 CaO· 2O3·SiO2 Al
练习：把下列式子改写成氧化物的形式
1. 蛇纹石:H4Mg3Si2O9 2. 钙长石:CaAl2SiO6
3. 石棉:CaMg3Si4O12
4. 长石:KAlSi3O8 5. 普通玻璃:CaNa2Si6O14
6. 黏土:Al2(Si2O5)(OH)4
硅酸盐 PPT
1、硅酸盐是由 硅 、 氧 和 金属 组成的化合 物。硅酸盐是一类结构复杂的物质，一般
都不溶于水 ，化学性质 很稳定 。通常用 二氧化硅 和金属氧化物 的形式表示其组成。
2、硅酸钠水溶液俗称 水玻璃 ，可用作肥皂填 料、木材 防火剂 ，及黏胶剂 。
3、单质硅有 晶体 和 无定形 两种。晶体硅 是有金属光泽的灰黑色固体，熔点 高 ，硬 度 大 ，在常温下化学性质 不活泼 。
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3、硅的用途
晶体管、集成电路、硅整流器、太阳能电 池、硅合金等。
晶体管
集成电路
在太阳能方面的利用
卫星的翅膀
汽车的尾巴
无机非金 属材料
新型无机非金属材料
传统无机非金属材料 （硅酸盐为主要成分）
水泥 玻璃 陶瓷
特权福利
特权说明
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硅酸盐的性质与结构
硅酸盐的配位性还可以影响其化学 性质，如酸碱性、溶解性等
硅酸盐的化学性质：具有较强的反应活性，能与多种物质发生化学反应 反应类型：酸碱反应、氧化还原反应、络合反应等 反应条件：温度、压力、催化剂等 反应产物：硅酸盐的化学反应产物多种多样，包括无机物、有机物等
硅酸盐的结构类 型
硅酸盐的岛状结构是由硅氧四面体 和氧化物四面体组成的
岛状结构中的硅氧四面体和氧化物 四面体可以相互转化添加标题添加标题来自添加标题添加标题
硅氧四面体和氧化物四面体通过共 用氧原子连接，形成岛状结构
岛状结构是硅酸盐中常见的结构类 型，具有较高的稳定性和热稳定性
硅酸盐的链状结构是由硅氧四面体通过共 用氧原子连接而成的
链状结构中的硅氧四面体可以是单链、双 链或多链
硅氧十二面体：硅原子与十二个氧原子形成十 二面体结构
硅氧二十面体：硅原子与二十个氧原子形成二 十面体结构
硅氧四面体与硅氧六面体的组合：硅氧四面体 与硅氧六面体通过共用氧原子形成骨架结构
硅酸盐的合成与 制备
熔融法：将硅酸盐原料在高温下熔融，形成硅酸盐 水热法：将硅酸盐原料在高温高压下与水反应，形成硅酸盐 溶剂热法：将硅酸盐原料在溶剂中加热，形成硅酸盐 固相反应法：将硅酸盐原料在高温下直接反应，形成硅酸盐 气相沉积法：将硅酸盐原料在高温下蒸发，形成硅酸盐 电化学法：将硅酸盐原料在电场作用下反应，形成硅酸盐
优良性能
陶瓷材料广泛 应用于建筑、 电子、化工等
领域
陶瓷材料在环 保、新能源等 领域也有广泛
应用
硅酸盐是玻璃的主要成分 硅酸盐的性质决定了玻璃的物理和化学性质 硅酸盐的结构决定了玻璃的透明度和强度 硅酸盐的应用领域广泛，包括建筑、汽车、电子等领域
硅酸盐在高分子合成中的应用
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·高温结构陶瓷 ·生物陶瓷 ·压电陶瓷
高温结构陶瓷
高温结构陶瓷包括氮化硅陶瓷、碳化 硅陶瓷等。可作陶瓷发动机。
生物陶瓷
生物陶瓷对机体无排 异反应，不会引起代 谢作用异常，适于植 如人体。可用语制作 假牙、骨和股关节。
高温
CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑
5、主要成分： Na2SiO3•CaSiO3•4SiO2
6、主要性能：
（1）玻璃在常温下虽呈固态，但不是晶体， 称为玻璃态物质；
（2）玻璃是混合物，没有固定的熔点，在 一定温度范围内逐渐软化。
水泥
特性
水硬性
原料 黏土、石灰石 （适量石膏）
设备 水泥回转窑
硅的含量及存在形式 氧、硅、铝、铁
含量：在地壳中，它的含量 仅次于氧，居第二位。
存在形式:在自然界中,没有游 离态的硅,只有以化 合态存在的硅。
I A
1
II
A
2
元素周期表
0 III IV VA VI VI
K2
AA
A IA
第三周期ⅣAL 族8 K2
3
III IV V VI VII BBBBB
VIII
铝 硅 IB
II B
4
锗砷
M 18
L
8
k
2
5
锑碲
6
钋砹
7
硅的结构
碳和硅的原子结构示意图
C +6 2 4 Si +14 2 8 4
硅的物理性质：
1）晶体硅是灰黑色，有金 属光泽，硬而脆的固体。
2）熔、沸点高；硬度大。 3）晶体硅是良好的半导体。
硅的化学性质
性质
1、常温下化学
相 性质稳定 似 2、加热条件下都 点 能与氧气反应
硅的用途：
集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料。
以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产 品的工业称为硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、 陶瓷等产品的工业都属硅酸盐工业。
硅酸盐工业的特点：
(1)原料：含硅的物质、碳酸盐等。 （2）反应条件：高温。 (3)反应原理：复杂的物理、化学变化。
(4)生成物：硅酸盐。
硅酸盐产品
砖、瓦、水泥 、玻璃、陶瓷、 分子筛（铝硅酸盐）
一、水泥：
1、主要原料：黏土和石灰石
辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬化速度
2、主要设备：水泥回转窑
3、生产过程：生料研磨，高温煅烧得熟料，再 加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥
4、反应原理：复杂的物理、化学变化
5、主要成分：硅酸三钙(3CaO•SiO2)、 硅酸二钙(2CaO•SiO2)、 铝酸三钙(3CaO•Al2O3)等
玻璃 玻璃态
纯碱、石灰石、石英
玻璃熔炉
成分
主要 反应
2CaO•SiO2 3CaO •SiO2 3CaO •Al2O3
Na2SiO3 CaSiO3 SiO2
高温
Na2CO3+SiO2 = Na2SiO3+CO2
高温
CaCO3+SiO2 = CaSiO3+CO2
几种特殊玻璃
⑴石英玻璃：
⑵光学玻璃：透光性能好、有折光和色散性
与氯气反应：Si+2Cl2==SiCl4 与氧气反应： Si+O2==SiO2
注：常温下Cl2、O2、H2SO4、HNO3等都不与硅起反应。
• SiO2+NaOH=NaSiO3+H2O • SiO2是酸性氧化物，在高温下能与强碱反应 • 思考：用来装NaOH的试剂瓶用橡皮塞而不
用玻璃塞的原因是什么？
化学仪器硼砂玻璃 （Na2B4O7．10H2O)
⑸ 玻璃纤维 与 玻璃钢
玻璃在熔化状态下抽成丝成为玻璃纤维， 玻璃纤维用合成树脂一层层胶合压制成一定 形状，并在加压下加热固化，形成玻璃钢， 强度大如钢，比钢轻。玻璃纤维耐腐蚀、不 怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫 蛀等。
制水泥和玻璃时都需要用的原料是（ C ）
（A）粘土 （B）石英 （C）石灰石 （D）纯碱
陶瓷
三、陶瓷(China)
1、主要原料：黏土
2、传统生产过程：混和、成型、干燥、烧结、冷却
3、反应原理：复杂的物理、化学变化 4、主要成分：硅酸盐
5、主要特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、 绝缘、易成型等优点。
瓷雕 邓小平送泰国国王的礼品 400000元
用途：眼镜片；望远镱用凹凸透镜等光学仪器 ⑶有色玻璃： 金属氧化物均匀地分散到玻璃态物
质里，使玻璃呈现特征颜色。 蓝色(Co2O3) 红色 (Cu2O) 淡绿色 (FeO) ⑷钢化玻璃：玻璃在电炉里加热软化，再急速冷
却得钢化玻璃。 耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂 ，破碎时 无尖锐棱角不易伤人。
3、与H2的反应
Si 不反应
Si+O2= SiO2
很困难
C 不反应
C+O2= CO2
很困难
不 1、与某些酸的反应 Si+4HF=SiF4↑+2H2 ↑ C+2H2SO4= CO2 ↑+2SO2 ↑ +2H2O
同 点 2、与强碱反应
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
不反应
与氟气反应： Si+2F2==SiF4 与氢氟酸反应：Si+4HF==SiF4+2H2 与强碱溶液反应： Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2
6、主要性能：水硬性
一种材料磨成细粉成浆后,能在潮湿空气和水中硬 化并形成稳定化合物的性能,叫做水硬性。
7、主要用途：
二、玻璃
1、原 料：纯碱、石灰石和石英
2、主要设备：玻璃熔炉
3、生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成 型冷却
4、反应原理：复杂的物理、化学变化，主要 反应
高温
Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑