硅及其化合物的性質與應用

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中化學 來源: 高中學習網(wǎng)


一、硅及其化合物的性質

 

1. 碳族元素的主要化合價是“+2”、“+4”價,而硅通常表現(xiàn)為“+4”價。

 

2. 非金屬單質一般為非導體,但硅卻為半導體。

 

3. 在通常情況下,硅的化學性質不活潑,但在自然界里卻沒有單質硅存在。

 

4. 非金屬氧化物一般為分子晶體,而SiO2卻為原子晶體。

 

5. 非金屬單質一般不與非氧化性酸反應,而硅卻能夠與氫氟酸反應,且有氫氣生成。

 

Si + 4HF === SiF4↑+ 2H2

 

6. 非金屬單質與強堿溶液反應一般不生成氫氣,但硅與強堿溶液反應卻生成氫氣。

 

Si + 2NaOH + H2O === Na2SiO3 + 2H2

 

7. 硅的還原性比碳強,但碳在高溫下卻能從二氧化硅中還原出硅。這是因為在高溫時,非水體系的反應有利于有氣體生成的方向進行。2C + SiO2  Si + 2CO↑。

 

8. SiO2不溶于水,但其是硅酸的酸酐,因此硅酸不能用SiO2直接與水反應制得,只能采用可溶性硅酸鹽與酸作用生成,如Na2SiO3 + 2HCl ===  2NaCl + H2SiO3↓。

 

9. CO2屬于分子晶體,通常狀況下是氣體,但SiO2卻是立體網(wǎng)狀結構的原子晶體,因此二者的物理性質相差很大。

 

10. 酸性氧化物一般不與酸反應,但二氧化硅卻能與氫氟酸反應,生成四氟化硅和水。SiO2+ 4HF === SiF4↑+ 2H2O,雕花玻璃就是利于該反應原理在玻璃上進行蝕刻制得的。

 

11. 無機酸一般易溶于水,而硅酸和原硅酸卻難溶于水。

 

12. 在水溶液中,碳酸的酸性比硅酸強,因此二氧化碳能與硅酸鈉反應生成碳酸鈉和硅酸沉淀。

CO2 + Na2SiO3 + H2O === Na2CO3 + H2SiO3↓,但在高溫下碳酸鈉與二氧化硅卻能反應生成硅酸鈉和二氧化碳,

SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑,其原因是在高溫條件下生成的二氧化碳離開反應體系而使反應進行到底。

 

13. 硅酸鈉的水溶液俗稱泡花堿或水玻璃,但它與玻璃的成分不同,其本身是鹽溶液,不是堿溶液。

 

二、硅及其化合物的應用

 

【例題1】硅是帶來人類文明的重要元素之一,它伴隨著人類歷史發(fā)展的腳步,在從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。下列有關硅及其化合物的說法中正確的是

 

A.自然界中存在硅晶體,它是電子工業(yè)中重要的半導體材料

 

B.磚瓦、水泥、、有機玻璃都是硅酸鹽產(chǎn)品

 

C.制造普通玻璃的主要原料是黏土和石灰石

 

D. 二氧化硅可制成光導纖維,也可制成光學鏡片

 

解析:自然界中沒有游離態(tài)的硅,因此A選項錯誤;有機玻璃屬于有機物,不屬于硅酸鹽產(chǎn)品,因此,B選項錯誤;制造普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英,因此,C選項錯誤;二氧化硅是光導纖維的主要原料,同時也具有透光性,故可制成光學鏡片,故選項D正確。

 

答案:D

 

【例題2】(09廣東理科基礎)下列關于硅單質及其化合物的說法正確的是

 

①硅是構成一些巖石和礦物的基本元素

 

②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品

 

③高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維

 

④陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料

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