2018版第4章无机非金属材料的主角——硅。知识点
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第一节无机非金属材料的主角——硅
的结构、性质和用途。(重点)
1.了解SiO
2
2.了解硅酸的制备和化学性质。
3.了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。
4.了解硅的性质和用途。(重点)
5.了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。
二氧化硅和硅酸
[基础·初探]
教材整理1 二氧化硅
1.硅元素的存在
2.二氧化硅(SiO
)
2
(1)存在
SiO
的存在形式有结晶形和无定形两大类,水晶、玛瑙的主要成分是结晶的
2
二氧化硅。
(2)结构
晶体是由Si和O按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的晶SiO
2
体。每个硅原子周围结合4个O原子,每个O周围结合2个Si原子。
(3)物理性质
熔点高;硬度大;溶解性:不溶于水。
(4)化学性质(写出有关化学方程式)
(5)用途
①沙子是基本的建筑材料。
②纯净的SiO
2
是现代光学及光纤制品的基本原料,可以制作光导纤维。
③石英和玛瑙制作饰物和工艺品。
④实验室中使用石英坩埚。
教材整理2 硅酸(H
2SiO
3
)
1.物理性质
硅酸是一种难溶于水的白色胶状物。2.化学性质
(1)弱酸性
向Na
2SiO
3
溶液中通入CO
2
,生成白色沉淀,反应的化学方程式为Na
2
SiO
3
+
CO
2+H
2
O===Na
2
CO
3
+H
2
SiO
3
↓。
结论:H
2
SiO
3
酸性比H
2
CO
3
酸性弱。
(2)不稳定性
H
2
SiO
3
不稳定,受热易分解,反应的化学方程式为H
2
SiO
3
=====
△
H
2
O+SiO
2
。3.制备
Na
2
SiO
3
溶液中加入盐酸,反应的化学方程式为Na
2
SiO
3
+2HCl===2NaCl+
H 2SiO
3
(胶体)。
4.存在及用途
(1)浓度小且边加边振荡时,形成硅酸溶胶(胶体);浓度大时,形成硅酸凝
胶。
(2)硅胶
硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶,称为“硅胶”,具有很强的吸水性,常用作干燥剂或催化剂的载体。
[探究·升华]
[思考探究]
探究1 SiO
2
的主要性质及应用
(1)为什么实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞(玻璃
的成分中含有SiO
2
)
【提示】当玻璃瓶配玻璃塞时,瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。
玻璃中含SiO
2,磨砂玻璃遇到强碱如NaOH溶液时,SiO
2
与NaOH反应生成Na
2
SiO
3
,
使试剂瓶受腐蚀。Na
2SiO
3
溶液有良好的黏结性,它易使瓶口与瓶塞黏在一起而
难以开启。故使用橡胶塞而不能使用玻璃塞。
(2)实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸为什么写出反应方程式。
【提示】不能。因为氢氟酸腐蚀玻璃,和玻璃中的成分SiO
2
反应。
SiO
2+4HF===SiF
4
↑+2H
2
O。
(3)写出SiO
2、CO
2
与CaO反应的化学方程式。
【提示】SiO
2+CaO=====
△
CaSiO
3
、
CO
2+CaO===CaCO
3
。
探究2 硅酸的制备实验探究
实验
操作
实验现象滴加酚酞溶液后溶液呈红色,滴加稀盐酸后溶液变为无色,有透明胶状物生成
结论Na
2
SiO
3
溶液呈碱性;滴加稀盐酸后反应的化学方程式为
Na
2
SiO
3
+2HCl===2NaCl+H
2
SiO
3
(胶体)
232
____________,然后改加NaOH溶液,反应的离子方程式为____________。
【提示】生成白色沉淀SiO2-
3+CO
2
+H
2
O===H
2
SiO
3
↓+CO2-
3
H 2SiO
3
+2OH-===SiO2-
3
+2H
2
O [认知升华]
升华1 SiO
2
和CO
2
的比较