无机非金属材料的主角 --- 硅
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无机非金属材料的主角 ---硅
1. 你在河边捡到一块好看的石头,但是不知道是大理石还是水晶石,你知道怎样去检验吗?
2.你知道光导纤维的主要原料是什么吗?
3.为什么实验室不用带玻璃塞的磨口试剂瓶盛放 NaOH溶液?应用什么样的塞子?实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸?
硅的氧化物和硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量的 90% 以上。因此,硅在无机非金属材料中扮演主要角色。
从原子结构示意图上看出碳原子和硅原子的最外层均有 4 个电子。
硅既不易失去也不易得到电子,主要形成四价的化合物。硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。
一、二氧化硅和硅酸1 、二氧化硅( SiO2)
SiO2 是最重要的化合物。
四面体结构
金刚石
SiO2 平面结构
SiO2 的平面结构。
石英晶体是结晶的二氧化硅,石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶。
石英具有彩色环状或层状的称为玛瑙。
沙子中含有小粒的石英晶体。沙子的主要成分就是 SiO2
根据 SiO2 的存在, SiO2 有哪些物理性质?SiO2 不溶于水,是一种坚硬难溶的固体,硬度和熔点都很高。
SiO2 的化学稳定性又怎样呢?
化学性质很不活泼,氢氟酸( HF)是唯一可以与之反应的酸。
1 、 SiO2+4HF=SiF4 ↑ +2H2O
玻璃中含有 SiO2 ,所以可以用 HF来刻蚀玻璃。
2 、 SiO2+CaO===CaSiO3
高温
3 、 SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
SiO2 能与碱性氧化物反应生成盐 , 能和强碱反应生成盐和水 , 可以看出 SiO2
是酸性氧化物 .
2.硅酸( H2SiO3)SiO2 不溶于水,不能和水化合生成酸,
实验室通过可溶性硅酸盐与其他酸制得。
原硅酸 H4SiO4 失水生成硅酸
H4SiO4==H2SiO3+H2O
硅酸是一种很弱的酸 ( 酸性比碳酸还要弱 ) 溶解度很小 .
实验 4-1 :在试管中加入 3-5ml 饱和Na2SiO3 溶液,滴入 1-2 滴酚酞溶液,再用胶头滴管逐滴加入盐酸,边加边振荡,至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置,观察现象。
现象:溶液变红,加入盐酸后生成胶状沉淀。
Na2SiO3+2HCl==2NaCl+ H2SiO3↓
练习 :1. 下列说法正确的是 ( )
A. 二氧化硅溶于水显酸性
B. 二氧化碳通入水玻璃 (Na2SiO3 的水溶液 )可以得到原硅酸 .
C. 因为高温时 , 二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳 , 所以硅酸的酸性比碳酸强 .
D. 二氧化硅是酸性氧化物 , 它不溶于任何酸
B
2. 硅酸钠溶液俗称水玻璃 , 呈碱性 . 下列物质中 , 能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是 ( )
A. 浓硫酸 B. 水玻璃 C. 氢氟酸 D 苛性碱
A
3. 下列物质中能跟 SiO2 发生反应的是 ( )
A 盐酸 B 硝酸 C 硫酸 D 烧碱溶液
D
4. 光纤通讯是光作为信息的载体 , 让光在光导纤维中传输 , 制造光导纤维的基本原料是 ( )
A 铜 B 钢 C 石英 D 铝C
5. 除去二氧化硅固体中混有的 CaCO3
固体 , 方法正确的是 ( )
A 加水 , 过滤 B 加热
C 加盐酸 , 过滤 D 加 NaOH 溶液 ,过滤
C
6.将过量的 CO2 分别通入 (1)CaCl2 溶液 (2)Na2SiO3 溶液 (3)Ca(ClO)2 溶液(4) 饱和 Na2CO3 溶液 . 最终溶液中有白色沉淀的是 ( )
A (1)(2)(3)(4) B(2)(4)
C(1) (2)(3) D(2)(3)
B