硅酸和硅酸盐
硅酸与硅酸盐
实验4-2
放入蒸馏水 现象
当水分蒸 发后燃烧 当水分蒸发后 不易燃烧
放入Na2SiO3饱和溶液
结论
制备木材防 用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火
火剂的原料
2、硅酸盐组成表示
活泼金属氧化物· 较活泼金属氧化物· 2· 2O SiO H
硅酸钠（Na2SiO3) 镁橄榄石（Mg2SiO4） Na2O · 2 SiO 2MgO · 2 SiO
即酸性比H2CO3弱。
钙沸石Ca(Al2Si3O10) · 2O 3H CaO · 2O3 · Al 3SiO2· 2O 3H
作业
思考：怎么设计实验验证碳酸的酸性强
于硅酸？
只要向Na2SiO3溶液中通如CO2也可生成H2SiO3
Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3↓ SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3↓
方程式
生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶（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
是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 结构复杂，一般不溶于水，化学性质很
稳定。
硅酸钠（Na2SiO3), 其水溶液俗称水 玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原 料。
硅酸与硅酸盐
一、硅酸
思考
二氧化硅难溶于水，又不 与水反应，那么，如何制得硅 酸呢？
实验探究
实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞， 再滴入稀盐酸
现象
结论
(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
硅酸盐的水解
无水CoCl2
CoCl2· 6 H2O
14－2－2
2
硅酸和硅酸盐
硅的含氧化合物
硅酸溶解度小，是二元弱酸： K1θ＝ 2.51×10–10， K2θ＝ 1.55×10–12 硅酸（ x SiO2 y H2O )
14－1－2
3
碳酸和碳酸盐
碳的含氧化合物
HCO3－ + OH－
CO32－ + H2O
（ 1 ） Ca2+ 、 Sr2+ 、 Ba2+ 等，其碳酸盐的溶度积远小于其 氢氧化物的溶度积，与上述沉淀剂相遇时生成碳酸盐，例 如： Ca2+ + CO32－ CaCO3 （2）Al3+、Fe3+、Cr3+ 等，其氢氧化物的溶度积远小于其 碳酸盐的溶度积，与上述沉淀剂相遇时生成氢氧化物，例 如： 2 Fe3+ + 3 CO32－ + 3 H2O 2 Fe(OH)3 + 3 CO2
14－1－1
1
（2）石墨
碳元素的单质
碳的同素异形体
硬度较小，熔点较高，表 现出一定程度的化学活性。
碳原子以 sp2 杂化，形成 片层结构 。 每个碳原子的未参与杂化的 p 电子，形成大 n 键。这 n 些离域电子使得石墨具有良好导电性。层间的分子间力很 弱，所以层间易于滑动，故石墨质软具有润滑性。可制作 电极、热电偶、坩锅、铅笔芯等。
2
碳单质的还原性
碳元素的单质
当 T > T2 时，产物为 CO2，而不是 CO。
△rGmθ / kJ· mol－1
14－1－2
1
一氧化碳
碳的含氧化合物
（1）实验室制备： 方法一：将甲酸滴加到热浓硫酸中， HCOOH CO + H2O
(经典)2019-2020高考化学 第4章(非金属及其化合物)第1节 碳、硅及无机非金属材料 考点(2)硅酸、硅酸
考点二 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料李仕才1．硅酸硅酸难溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。
(1)硅酸不稳定，受热易分解：H 2SiO 3=====△SiO 2＋H 2O 。
(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH 溶液反应的化学方程式为H 2SiO 3＋2NaOH===Na 2SiO 3＋2H 2O 。
(3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅胶，有很强的吸水能力，常用作干燥剂。
2．硅酸盐(1)概念：由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，常用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na 2SiO 3)写成Na 2O·SiO 2，钾云母(KH 2Al 3Si 3O 12)写成K 2O·3Al 2O 3·6SiO 2·2H 2O 。
(3)硅酸钠(Na 2SiO 3)。
①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3↓；与CO 2水溶液反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3。
③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
3．常见无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料。
(2)玻璃的生产。
(3)特殊功能的含硅物质。
①碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。
②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。
③硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。
(4)新型无机非金属材料。
如高温陶瓷、压电陶瓷、生物陶瓷、光导纤维等。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品。
( ×)2．NaAlSi3O8写成氧化物的形式是Na2O·Al2O3·6SiO2。
硅酸盐分析
硅酸盐岩石中金属含量
极酸性岩和酸性岩:氧化铝(10%~16%);钾，钠 氧化物(7%~8%)，钛含量不高，碱土金属含量 较低，铬，镍，锰通常不存在． 中性岩：含有较多的铝和碱金属，碱土金属含 量也高． 基性和超基性岩：钙和镁含量较高，并含有镍， 铬，和亚铁，而铝和碱金属的含量较低． 钒常存在于基性和超基性岩石中，锶和钡则常 存在于中性和酸性岩中，锂常常出现在钠含量 较高的岩石中．
Ca、Mg的连续测定
pH=10NH3-NH4Cl缓冲buffer中测Ca、Mg总量，铬黑T指示剂；
pH=12 NaOH 测Ca
2. 快速分析
在一份试液中，不经分离或很少分离，通过掩蔽及仪器方法分别测定
1. 硅酸盐分析流程图
试样 Na 2CO 3熔融，稀HCl浸取，两次蒸干脱水，溶解可 溶性盐类后过滤。 NaOH熔融，稀HCl浸取，蒸发至湿盐状态，动物胶 凝聚，溶解可溶性盐类后过滤。 沉淀 （硅酸） 灼烧 称重 不纯SiO 2 HF-H 2SO 4 处理，灼烧 称重 残 渣 K 2S 2O 7熔融， 水浸取 溶 液
高温
CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑
[设问] 这两个反应是否违反反应规律？ 复分解反应规律仅适用于溶液，不能套用于高温 条件下的反应。
普通玻璃
因混有铁的化合物显浅绿色
几 种 常 见 玻 璃 简 介
在原料里加入某些金属氧化 蓝玻璃 物均匀地分散到玻璃态物质里， 光导纤维：1964年8月华裔 红玻璃 使玻璃呈现出特征颜色。 把普通玻璃放在 科学家高锟首先提出用玻 电炉里加热，使它软 化学仪器玻璃 璃纤维代替金属导线，被 化，然后急速冷却， 誉为“纤维光学之父”。 得到钢化玻璃。其机 比头发丝还细的一对光导 光学仪器玻璃 械强度比普通玻璃大 纤维上同时传送3万门电话 4——6倍，不易破碎。 且中继距离长达20—— 钢化玻璃 50Km，保密性能好。
第17讲-硅酸、硅酸盐
第17讲-硅酸、硅酸盐第17讲硅酸、硅酸盐姓名班次[考纲解读]1.了解硅酸、硅酸盐重要化合物的主要性质及应⽤。
[例题热⾝]例1、下列有关硅材料的说法正确的是( )①碳化硅化学性质稳定，可⽤于⽣产耐⾼温⽔泥②⽔玻璃可⽤于⽣产黏合剂和防⽕剂③⾼纯度的⼆氧化硅可⽤于制造⾼性能通讯材料——光导纤维④普通玻璃是由纯碱、⽯灰⽯和⽯英砂制成的，其熔点很⾼⑤盐酸可以与硅反应，故采⽤盐酸为抛光液抛光单晶硅A、①②③B、②④⑤C、①③④D、③④⑤知识整理考点三硅酸及硅酸盐1．硅酸：____溶于⽔，其酸性⽐碳酸____，硅酸________(填“能”或“不能”)使紫⾊⽯蕊试液变红⾊。
(1)硅酸不稳定，受热易分解：_______________________________________。
(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学⽅程式为________________。
(3)硅酸在⽔中易聚合形成胶体。
硅胶多孔，吸附⽔分能⼒强，常⽤作__________。
2．硅酸盐(1)概念：_________________________________________________________的总称，是构成地壳岩⽯的主要成分。
(2)表⽰⽅法：硅酸盐矿物的成分复杂，多⽤氧化物的形式表⽰它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成____________，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成___________________________。
(3)硅酸钠(Na2SiO3)①⽩⾊、可溶于⽔的粉末状固体，其⽔溶液俗称________ ，有黏性，⽔溶液显碱性。
②能与酸反应，化学⽅程式分别为：与盐酸反应：__________________________________________________。
与CO2⽔溶液反应：____________________________________________。
③⽤途：黏合剂(矿物胶)，耐⽕阻燃材料。
硅酸的作用
硅酸的作用
硅酸是一种化学物质，它常见的形式是硅酸盐，例如二氧化硅（SiO2）。
硅酸具有许多重要的作用，包括：
1. 硅酸是建筑材料中常用的成分之一，作为水泥的主要成分，能够增强混凝土的强度和耐久性。
2. 硅酸是许多玻璃和陶瓷材料的重要组成部分，能够增加材料的硬度和耐热性。
3. 硅酸可以作为颜料的载体，在绘画和印刷等领域中被广泛使用。
4. 硅酸盐是生物体内的重要成分之一，例如骨骼和牙齿中的羟基磷灰石就含有硅酸盐。
5. 硅酸可以用于水处理，作为一种溶解矿物质和净化水质的剂料。
总的来说，硅酸的作用非常广泛，不仅在工业和建筑领域中发挥着重要的作用，也在生物学和环境科学等领域中具有重要的应用价值。
硅酸和硅酸盐
2．硅酸的性质：
不溶 （1）物理性质： 白 色胶状固体， 于水。
（2）化学性质：一种弱酸
①弱酸性：比碳酸还弱（硅酸钠与CO2的反应：同 不能 上 ）， 使酸碱指示剂变色。 ②与强碱反应： H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3 +H2O
③不稳定性：受热分解： 加热 H SiO SiO +H O
2 3 2 2
3．硅酸的用途
（1）硅酸凝胶干燥脱水后即为硅胶，
常用于实验室、食品包装的干燥剂；
（2）用作催化剂的载体。
二、硅酸盐 1．硅酸盐： 氧 金属 （1）组成：硅酸盐是由 硅 、 和 组成的化合物的总称，大多数不溶于水，化学 性质稳定。 （2）表示方法：常用氧化物的形式来表示。 表示顺序为：活泼金属氧化物 ．较活泼金属氧 化物 ．二氧化硅 ．水 【课堂练习1】 硅酸钠Na2SiO3： Na2O.SiO2； .Al O .6SiO Na O 钠长石：NaAlSi3O8 , 2 2 3 2 黏土：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3.2SiO2. 2H ；2O 钙长石：CaAl2SiO6 CaO.Al2O3.SiO2 .
第2课时：硅酸和硅酸盐
【实验探究1】
实验步骤
硅酸的制备
实验现象 结论和解释
在试管中加入 3ml饱和 溶液变成 红 Na2SiO3溶液， 色 滴入1～2滴酚 酞溶液 再用胶头滴管 逐滴加入稀盐 酸，边加边振 荡，至溶液颜 色变浅并接近 消失时停止。
Na2SiO3溶液呈 碱 性
化学方程式： 红 溶液颜色由 Na SiO +2HCl= 2 3 无 色逐渐变成 色，最后出现 H SiO ↓+2NaCl 2 3 白色胶状沉淀 酸性强弱：盐酸 > 硅酸
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SiO2+Na2CO3==Na 高温 2SiO3+CO2
主要成份：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅
玻璃
玻璃
有色玻璃
加入了不同的金属氧化物
钢化玻璃
普通玻璃加热接近熔化再急速冷 却
水泥
（2）水泥
原料：黏土、石灰石、石膏 设备：水泥回转窑 条件：煅烧 主要成份：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸 三钙等
材料科学和工程是人类科技文明生 活和工农业生产的推动器，新材料 的发现和它的广泛应用常常会带来 社会生产的变革和新兴产业的出现 比如硅的出现就引发了现代信息产 业的一场革命
Ｐ79 科学视野：新型陶瓷
１、高温结构陶瓷
２、压电陶瓷
３、透明陶瓷 ４、超导陶瓷
新型陶瓷的用途之一:
航天飞机的“防火衣”——防热瓦
生产过程：使用硅土黏合剂将低密度
非晶硅增强纤维粘合成长15cm，宽
15cm，厚2~10cm的拱形瓦，经过
高温烧结，再在表面涂上一层高温结
构陶瓷，就成了一块防热瓦
超导陶瓷
生物陶瓷
这种陶瓷强度大,韧性好,与人体亲和力 好，目前它是人体骨骼和牙齿的重要 移植材料。 在这一领域我国处于世界领先水平。
压电陶瓷
利用陶瓷，还可实现多种功能互换。 如安放在打火机中的压电陶瓷，一经 敲打即刻产生一个电火花，将机械能 转变成电能。
材料是社会发展和人类进步的 一种标志
知识拓展：
把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，会有什么现 象？
现 滴入硫酸有硅酸凝胶产生 象 结 硅酸难溶于水 论 方程 Na SiO +H SO = H SiO (胶体) +Na SO 2 3 2 4 2 3 2 4 式
硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比 较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。
2、硅酸的性质：
不溶、不稳定、弱酸
3、碳酸和硅酸性质比 较 4、硅胶的用途：干燥剂，吸附剂，催化 剂的载体。
四、硅酸盐：
——由硅、氧和金属组成的化合物的总称
１、硅酸钠：水溶液俗称“水玻璃”，具有粘性 和阻燃性。用作肥皂填料、木材防火剂及胶粘 剂等。
Ｐ77实 验４－２
观察现象并填写下表
放入Na2SiO3饱和溶液 木条变干，不燃烧
高温结构陶瓷的应用
防热瓦的优点：
耐热（可承受>2000℃） 防潮 耐磨 超群的隔热能力 反射太阳光 可重复使用
高温结构陶瓷的应用
高温结构陶瓷的应用
资料:
航天飞机
两年半前，正是由于塑料泡沫部件在发射 时撞坏了一片防热瓦，导致美国的“哥伦比亚 ”号返航时在空中解体。
高温结构陶瓷的应用
陶器
瓷器
（3）陶瓷
原料：黏土 条件：高温烧结
描述景德镇的 陶瓷有这样一 句话:
薄如纸,声 如磬,色如 玉.
硅酸盐产品简介
产 品 主要原料 主要设备 反应 条件 主要成分 硅酸三钙：3CaO· SiO2 硅酸二钙：2CaO· SiO2 水泥回转窑 高温 铝酸三钙： CaO· Al2O3
水 粘土、石灰 泥 石、石膏
玻 纯碱、石灰 璃 石、石英
玻璃窑
Na2SiO3 、CaSiO3 、 高温 SiO2
新型无机非金属材料的优点：
1、能承受高温，强度高 2、具有电学特性 3、具有光学特性 4、具有生物功能
玻璃刀
玻璃刀轮片
红宝石为轴的雷达表
人造金刚石锯片
新型无机非金属材料之一：
高温结构陶瓷、压电陶瓷
新型陶瓷 透明陶瓷、超导陶瓷等
实验：将CO2通入Na2SiO3溶液中 现象：透明的硅酸凝胶生成 方程式： Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 + Na2CO3
结论：
硅酸是一种很弱的酸， 酸性比碳酸还弱
2、硅酸的性质： 不溶、不稳定、弱酸
(1) 硅酸是一种弱酸，酸性比H2CO3弱，不能使指示 剂变色。
Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓
变色硅胶,是将硅酸凝 胶用CoCl2溶液浸泡， 然后经干燥活化后制 得的。(吸水前为淡蓝色,
吸水后为粉红色)
硅胶干燥剂
硅胶常用作食品、药品的干燥剂，也常 用作催化剂的载体
小结
三、硅酸 H2SiO3 1、实验室制取方法（强酸制弱酸）： Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（胶体）+2NaCl Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3↓
SiO32- + 2H+ == H2SiO3↓
Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓
SiO32- + H2O + CO2== CO32- + H2SiO3↓
（2）酸性太弱，只能与强碱发生中和反应 H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O （3）不稳定（比H2CO3稳定），受热易 分解 ∆ H2SiO3 == H2O + SiO2
三、硅酸(H2SiO3)
H2SiO3是SiO2的对应水化物（ SiO2 是H2SiO3的酸 酐）。它不溶于水，是一种白色粉末状的固体。 不溶、不稳定、弱酸
思考：二氧化硅难溶于水，那么，如何制得硅酸 呢？
1、制备:
可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应
实验探究：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再 滴入稀盐酸。观察现象并填写下表。 现象 结论 反应式 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 Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成 了H2SiO3 Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl
放入蒸馏水 木条先变干，后燃烧
现象 结论
Na2SiO3的水溶液可用作木材的防火剂
2、硅酸盐的表示方法 Na2SiO3
Al2(Si2O5)(OH)4
Байду номын сангаас
Na2OSiO2 Al2O3 2SiO2 2H2O
氧化物的书写方法：
顺序： 活泼金属氧化物
二氧化硅
较活泼金属氧化物
水
氧化物前系数配置原则：
除氧元素外，其它元素按配置前后原子个 数守恒配置系数。
3、碳酸和硅酸性质比较
物质 化学式 酸酐 制法 水溶性 酸性比较
硅
SiO2
酸
碳 酸
H2CO3
H2SiO3
CO2
CO2+H2O=H2CO3 溶于水
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl
难溶于水
H2CO3>H2SiO3
4.硅酸与硅胶
硅胶
阅读P76
是H2SiO3浓溶液——硅酸凝胶经干
燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶
高温结构陶瓷之所以在航天事业上的有 如此优秀的表现,因为它具有耐高温、耐 氧化、超强、超硬等优点，它可以在各 种恶劣环境下使用，同时，也是制造汽 车发动机，喷气发动机的理想材料，可 以大大提高能源的利用率，可以使汽车 跑得更快，飞机飞得更高。
超导陶瓷：
所谓超导现象就是金属的电阻随温度的升高而 增大，当金属的温度降低时，它的电阻减小, 当温度降到-269℃（液氮温度，为4K）左右 时，水银的电阻变为零，这种现象叫超导现 象． 我国研制的超导陶瓷的临界温度为77K，处于 世界领先水平。
注意事项：
（1）氧化物之间以“•”隔开； （2）系数配置出现分数应化为整数。
如：KAlSi3Ox
X=8
（1/2K2O· 1/2Al2O3· 3SiO2） （K2O· Al2O3· 6SiO2）
3、硅酸盐产品及用途：陶瓷、玻璃、水泥
玻璃
（1）玻璃
原料：纯碱、石灰石、石英 设备：玻璃窑 条件：高温熔融 高温 主要反应： SiO +CaCO ==CaSiO +CO