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高中化学喷泉实验 【化学】高中化学必修一知识点总结(6)

2017-12-18 13:03 网络整理 教案网

①合金的硬度一般比它的各成分金属的大

②合金的熔点一般比它的各成分金属的低

第四章 非金属及其化合物

一、硅及其化合物 Si

硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等。

硅的原子结构示意图为

,硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族,硅原子最外层有4个电子,既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物。

1、单质硅(Si):

(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大。

(2)化学性质:

①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。

Si+2F2=SiF4

Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑

②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。

(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。

SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑

Si(粗)+2Cl2=SiCl4

SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl

2、二氧化硅(SiO2):

(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。

(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。

(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:

①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。

②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。

③高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaOCaSiO3

(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。

3、硅酸(H2SiO3):

化学实验中水的作用_高中化学73个实验_高中化学喷泉实验

(1)物理性质:不溶于水的白色胶状物,能形成硅胶,吸附水分能力强。

(2)化学性质:H2SiO3是一种弱酸,酸性比碳酸还要弱,其酸酐为SiO2,但SiO2不溶于水,故不能直接由SiO2溶于水制得,而用可溶性硅酸盐与酸反应制取:(强酸制弱酸原理)

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓

Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(此方程式证明酸性:H2SiO3<H2CO3)

(3)用途:硅胶作干燥剂、催化剂的载体。

4、硅酸盐

硅酸盐:硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多,大多数难溶于水,最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,又称泡花碱,是一种无色粘稠的液体,可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质:

Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(有白色沉淀生成)

传统硅酸盐工业三大产品有:玻璃、陶瓷、水泥。

硅酸盐由于组成比较复杂,常用氧化物的形式表示:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系数配置原则:除氧元素外,其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。

硅酸钠:Na2SiO3 Na2O·SiO2

硅酸钙:CaSiO3 CaO·SiO2

高岭石:Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O

正长石:KAlSiO3不能写成 K2O· Al2O3·3SiO2,应写成K2O·Al2O3·6SiO2