硅及其化合物
硅及其化合物的性质和(硅酮)应用
作者：童丹璐
【摘要】 硅及其化合物在物理性质及化学性质方面均具有其明显的特点，从而使其在电子、
汽车、电气、建筑、纤维产业直至日常生活中均具有广泛应用。本文将从硅及其化合物的性
质和应用等方面进行全面的介绍，使读者对它们有更深入的了解。
【关键词】 硅 二氧化硅 硅酸盐 硅酸 硅酮
（Silicon ）的学名来自拉丁文Silex,意为燧石。地壳中硅的含量极为丰富，其
元素丰度在20%以上。居地壳元素丰度第二位。常温下硅的化学性质非常稳定，
但在自然界中它却从不以单质形式出现。自然界硅的存在形式主要是硅酸盐和二氧化硅。
硅酸盐在地壳的分布极广，其中包括云母石、长石、沸石及石榴石等矿物。而遍布地
表的粘土则是多种硅酸盐的集合体。自然界的二氧化硅通常以晶体的形态出现。 花岗岩、
正长岩、纹岩、石英岩、碧玉、红玉髓、蛋白石及燧石等的主要成分都是二氧化硅，并且
几乎所有变质岩中都混有硅石。此外，二氧化硅也是常见砂石的主要成分。
尽管硅的化合物（如硅酸盐和二氧化硅）早已为人们所熟知，但直到1823年，Berzelins 才用钾还原氧硅酸钾： Si KF K SiF K +→+6462，
得到了硅单质。是什么原因导致硅元素的提取如此困难？答案大致可分为以下两方面：其
一，天然硅酸盐具有高度化学惰性，几乎不为一般化学试剂所侵蚀；其二，这类硅酸盐的
组成与结构十分复杂，不易认识。种种原因导致对硅元素的研究迟迟未能展开。因此，严
格地说，硅化学应属于近代化学之范畴。
天然硅由28Si,29Si 及30Si 三种稳定同位素组成，它们的同位素丰度分别为：28Si
92.23%;29Si 4.67%;30Si 3.1%，平均原子量为28.086。此外，已经发现的硅同位素还有25Si 、
26Si 、27Si 、31Si 、32 Si 、33 Si 、35 Si 和36 Si 等八种放射性同位素。自然界并不存在硅的放
射性同位素，都是人工合成的。基于硅的核稳定性，天然硅平均热中子吸收截面只有0.16
靶。由于硅的这一特性，核反应堆工艺中常利用硅合金作为铀棒与保护铝罐的焊接材料，
借以增强铀棒的抗腐蚀性能。
常温下，硅单质的唯一存在形式是晶态固体，硅晶体属于立方晶系并具有金刚石型晶体
结构。这种晶体结构的特征是晶格中任一硅原子的周围都对称而等距的分布着另四个硅原
子，这是硅单质常温下存在的唯一晶型。硅单晶的颜色灰黑具有闪亮金属光泽。由于所属晶
型的牢固性及晶格中Si —Si 共价键的强度，硅晶体质地坚硬而有脆性（硅晶粒的硬度约与
普通砂粒相当）。硅晶粒在重击下容易碎裂，与金刚石的行为相近。由于结构上的原因，硅
单质的熔融与蒸发都比较困难，故相应的熔点及沸点很高。
硅同时兼有本征导体与非本征导体的性质。所谓本征导体乃指高纯硅本身，即为一种半
导体。非本征半导体是指硅材料中由于掺入外来杂质而成为半导体，即所谓“外赋”半导体。
常用的掺杂元素有B ，Ga ，Al 与In （p 型杂质）以及As ，P 与Sb （n 型杂质）。杂质浓度N
（单位体积内杂原子数）与半导体导电率α=eN μ。 此处e 为电子电荷，μ为截流子迁移率。
常温下硅的化学性质极其稳定，纯硅或熔结的工业用硅可经久储存而不变质。超纯硅样
品虽经多年应用，仍能保持其闪亮，蓝灰色外观，不留刻痕，也不失去光泽。然而处于高温，
硅的性质立即变得十分活泼，它可以同空气中的氧甚至氮发生反应，生成相应的氧化物和氮
化物。当硅处于熔态时，它几乎能跟所有金属氧化物、硅酸盐以及铝酸盐发生反应，夺取这
硅
些化合物中的氧。熔态硅与碳的反应也十分剧烈，且能与金属碳化物反应以夺取其中的碳。熔态硅与氮以及大多数氮化物的反应也能顺利进行。总之，熔态硅几乎能腐蚀所有常见耐温材料。
用不同方法制备的硅单质，由于所含杂质及硅自身分散度的不同，它们所表现出的化学性质也有明显的差别。这些差别在硅跟无机酸的反应上尤为明显。氢氟酸与硅的反应具有特殊重要性。极纯的硅晶体几乎不跟包括氢氟酸在内的所有无机酸发生反应。但是，以镁还原二氧化硅所获得的硅与氢氟酸反应剧烈（由硅—铝低共熔合金析出的硅甚至与浓硝酸也发生剧烈反应）。盐酸与硅的反应取决于硅的纯度。纯硅与盐酸无作用，但硅试样中如含有金属硅化物杂质（如Mg2Si），反应按下式进行： Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4
硅可与各种金属、非金属反应生成化合物。在所有金属元素中，仅有个别金属（如Hg 和Ti）与硅不发生作用，有一部分金属（如Al、Ga、Zn、Sn、Sb、Ag与Au）与硅生成低共熔合金，而绝大多数金属（主要是过渡金属Ti、Zr、Hf、V，Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Th、U、Np、Pn等）可与硅生成具有金属外观的金属间化合物。此外，碱金属和碱土金属也易与硅形成金属化合物。但这些金属硅化合物缺乏金属特征，而在某种程度上与硼化物和碳化物相似。锗的性质最为特别，它可以与硅按任何比例形成接近理想行为的固态溶液。
而作为硅与非金属元素形成化合物的代表——SiC则是一种典型的原子化合物。碳化硅这种化合物具有一定的复杂性。首先，碳化硅存在两种晶态变体，α－SiC与β－SiC，其次是这两种晶态变体又含有多种晶型。已知α－SiC含有18种六方晶型和23种正交晶型。而β－SiC则为六方晶型，具有闪锌矿或准金刚石结构，工业碳化硅大多是α－SiC，它们通常是带有浅绿色或浅紫色彩的黑色晶体颗粒。β－SiC往往形成于更高温度及真空条件下，它是浅黄色的透明晶体。一般猜测，如果碳化硅是“绝对”纯净，α－SiC和β－SiC 有可能是无色晶体。
硅与氧的反应是硅的重要化学反应之一。高温下硅与氧化合，在硅表面形成硅的重要氧化物——SiO2薄膜，[△H f=—842.4KJ/mol] Si+O2=Si O2
地壳中二氧化硅（硅石）的含量高而分布广，其存在形态也多种多样——它是自然界物质以多形态存在的典型。就纯二氧化硅而言，其存在物便有十余种之多。天然二氧化硅的存在形态大致可分为以下几类：
1．晶态。属于这一形态的二氧化硅有石英，鳞石英和白硅石。
2．非晶态（无定形态）。这类二氧化硅包括各种水化程度的无定形物质，其中主要有蛋白石和硅藻土等。
3．隐晶态。这一形态的常见天然物有玉髓，玛瑙，碧玉，红玉髓，缟玛瑙及燧石等。
4．玻璃态。属于这一形态的天然二氧化硅形成于大块陨石撞击地面时的超高压下。这是一种质地致密的高密度物质，成为科石英。常见的天然玻璃态二氧化硅是黑曜石。
不论何种形态的二氧化硅皆可溶于40%氢氟酸；无定形水合二氧化硅的溶解速最快，玻璃态次之，a—石英溶解最慢，溶解的产物是不同组成的SiF4+H2SiF06，其相对含量取决于溶解温度和氢氟酸的浓度。
所有碱性溶液均可腐蚀二氧化硅，但溶液的PH只有在超过13或14的情况下，腐蚀作用才有明显速度。
在二氧化硅化学反应时，有一颇有意义的方面值得重视，在二氧化硅从一种晶态向另一种晶态转变期间，它所参加的化学反应速度可以大大加快。这是因为在转变期间，晶格离子或原子刚刚失去它们原先所在位置并正试图在另一晶态中寻觅新的晶格的位置，此际它们有可能暂时摆脱晶格力的束缚而表现出某种程度的液态反应特性，导致反应加速。二氧化硅在
其晶态转变时期的化学性质比它在其它时期所表现的更加活泼。这一结论在陶瓷化学研究中
可能有重要意义。
二氧化硅还能与其他氧化物反应。而其与其它金属氧化物或准金属氧化物的反应较为复
杂，但又是制造玻璃改善玻璃性能的重要反应。与二氧化硅反应并可用于玻璃制造的氧化物
主要有：
B 2O 3，B 2O 3进入玻璃成分，降低硅酸盐玻璃熔点，极大的降低玻璃的膨胀系数，但也增
加了玻璃的可溶性。
Al 2O 3,Al 2O 3的存在提高玻璃熔点及增大玻璃晶化倾向，但可增强玻璃对水及碱性溶液
的抗腐蚀能力。
MgO ，MgO 有时代替部分氧化钙以扩大玻璃的可工作范围。
ZnO ，某些德国玻璃含有这一成分；这种玻璃具有高度抗化学腐蚀性能。
二氧化硅与其它氧化物反应的另一个实用方面是水泥，水泥是一种复杂的硅酸盐混合
物。工业上将石灰石，粘土与炉渣或页岩的混合物粉碎成一定粒度，然后送入转窑煅烧，去
除水分和二氧化硅，并使混合物在一定程度上熔结，玻璃化。熔块冷却后再粉碎至一定粒度，
并与石膏粉（用以控制水泥凝固时间）混合，便得到一定标号的水泥。
二氧化硅通过一些反应可转化为硅的另一个重要化合物——硅酸盐，如：
SiO 2+2NaOH=Na 2SiO 3+H 2O SiO 2+Na 2CO 3=Na 2SiO 3+CO 2，
由于置换作用等多种原因，天然硅酸盐在化学组成上复杂多样，但各种硅酸根负离子的
结构均建立在以下原理上：
（1） 几乎所有硅酸盐的结构都由SiO 4四面体构成。（SiP 2O 7的多形体除外）
（2） 硅氧四面体可以由共顶角连接成更大的多聚单位。
（3） 可以共用共同顶点（即氧）的SiO 4四面体多于两个。
（4） SiO 4四面体绝不相互共边或共面。
由上可知，各类硅酸盐在结构上最有意义的差别在于SiO 4正四面体连接方式上的不同。
从这一角度出发，硅酸盐大体可分成以下几类：
Ⅰ.具有独立硅氧阴离子团的硅酸盐；这类硅酸盐又有以下几种情况：
① 阴离子团只含有一个SiO 4正四面体无任何氧原子与其它正四面体共享。这类硅酸盐
称为正硅酸盐或原硅酸盐，其阴离子团的形式为Si O 4
-4典型天然矿物是橄榄石[（Mg ，Fe ，Mn ）2SiO 4]。这种矿物的结构特征是：Si 原子位于O 2-离子密堆积的正四面体空隙中央，而
Mn 2-等离子则处于该密堆积的八面体空隙之中。另一类结构相仿的天然矿物是粒硅镁石类矿
物，其组成为[MgSiO 4]2?[Mg （OH ）2]2。锆英石亦是人所共知的正硅酸盐，其组成为ZrSiO 4。
普通水泥的主要成分也是正硅酸盐。从转窑煅烧出来的混合物含有Ca 2SiO 4，Ca 3Al 2O 6及
Ca 2AlFeO 5。
② 阴离子团含两个SiO 4正四面体，但有一个氧原子为两个四面体所共享，形成阴离子
团-4，称为焦硅酸盐阴离子。天然硅酸盐中含独立-672O Si 的较为常见，如异极石
（7224)(O Si OH Zn ?），符山石，绿帘石（))(()()742OH O SiO SiO CaFeAl ?等。
③ 阴离子团含有三个或更多个SiO 4 正四面体，其中每一正四面体均有两个氧原子分别
与另两个正四面体所共享，形成环状阴离子团。-n n SiO 2
3)(含这种阴离子的天然硅酸盐以绿
玉类矿物（)18623O Si Al Be ?最为人熟知。
Ⅱ．具有SiO 4正四面体无限长链的硅酸盐，其中每一个正四面体有两个氧原子分别与
前后两个四面体共享，其负电荷沿长链分布，不形成环状阳离子。这些长链和上述阳离子环
一样，具有平均组成-n n SiO 2
3)(，但这两类硅酸盐由于结构上的重大差别，其机械性质截然
不同。正四面体长链的形式如下：
O O O O
Si Si
O O O O O O
Si Si Si
O O O O O O
各种阴离子长链在各自的结构中相互平行，并满足链间阳离子所需配位，这一类型硅酸
盐中较为常见的有：硅酸钠与硅酸锂，辉石矿，闪石矿等。
Ⅲ．具有SiO 4四面体二维层状构造的硅酸盐，每一四面体皆有三个氧原子分别与相邻
的三个四面体共享，形成硅氧交替的“无限”二维层状结构。层状结构中四面体之间的组合
可取多种方式，其中以组成正六边形环状结构最为普遍（如云母）。阴离子平均组成
-n n
O Si 4
104)(。这类硅酸盐在变形岩和风化岩中最为常见。其中包括云母（白云母])([10322AlO Si OH KAl 、金云母])([10323AlO Si OH KMg 、粘土类矿物（水高岭土、高岭
土和蒙脱土）以及蛇纹石型的温石棉（即普通石棉）等。
5． 具有SiO 4正四面体三维网架构造的硅酸盐，SiO 4正四面体的每个氧原子皆与相邻四面
体共享形成“无限”三维网架结构。晶态二氧化硅的结构属于这一类型。结构中的硅若有部
分为铝所取代，便得到长石或硅藻土的结构。这是硅酸盐的一个大类。按Wells 的分法，这
类硅酸盐大体可分为长石、沸石和沸青三类，其中长石在工业上常用于制陶或制釉。沸石则
是一种熟知的天然无机离子交换剂，而沸青则是一种合成的蓝色燃料。
硅酸的酸酐SiO 2与H 2O 在许多方面都有密切相似性（包括这两种物质晶态结构上的相
似性），因此二氧化硅可以形成多种形态和组成的水合物，其中包括组成确定的单分子硅酸
（如正硅酸，偏硅酸和焦硅酸），聚分子型硅酸以及二氧化硅的各种溶胶与凝胶，所以与其
他无机酸相比，硅酸（或二氧化硅的水合物）的形态与组成状况要复杂得多。在水溶液中（以
及某种程度在固相）已经证实有五种组成确定的单分子型硅酸：五水二硅酸（含水最高的一
种）、正硅酸、焦硅酸、偏二硅酸（或二硅酸，H 2Si 2O 5）,以上各种单分子硅酸均是很弱的无
机酸。由于硅与氧之间难于形成经典双键，故在一切非离子型硅氧化合物中，氧总是同两个
不同硅原子成键，从而形成硅氧长链或三维网架，即聚分子硅酸。
由于与碳同主族且相邻，硅与碳具有不少的相似性，因而也能形成与有机化合物相类似
的一系列物质。如现在应用广泛的硅酮及其衍生物就是一个典型例子，其中硅原子取代碳原
子形成类似于酮的结构。但在某些方面硅与碳有明显的差别：碳是通过自身原子间的共价单
键或重键形成链状或环状的碳的骨架结构，并进而与氢及其它元素的原子结合，组成了大量
的有机化合物，而硅则通过硅－氧共价结合形成各种构型的硅氧骨架，并与其它元素一起，
组成硅氧化合物及各种简单和复杂的硅酸盐。在后文中将继续详细的探讨硅的一种重
要化合物--硅酮及其衍生物的性质及其在各个领域的应用。
★硅酮的性质及应用
元素(silicon)与硅酮(silicone)，这两个术语乍一看，英语上似乎很相似，但
在化学上却是有着严格区分的概念。Silicon是指以化学符号Si表示的暗灰
色金属硅，是一种暗灰色金属性物质。而今天大部分产业领域必须使用的高功能材料-硅酮(silicone)，是一种兼备有机性与无机性的独特的化学材料，是指有机硅化合物(organosilicone)和硅氧烷(Siloxane)相互连接成的聚合体。追溯这一名称的由来，硅元素学者https://www.wendangku.net/doc/2e10551346.html,DENBURG认为，(C2H5)2SiCl2的加水分解脱水生成物具有与酮((C2H5)2C=O)类似的结构-(C2H5)2Si=O，于是将其称为Silico-Ketone，以后的1905年，W.DILTHEY 证实脱水生成物是环状(Cyclic)的，Silico-Ketone名称经过简化，变成了『Silicone』，成为硅酮化合物的统称，这一术语就此制定并被广泛使用。
碳元素(C)和硅元素(Si)在元素周期表上同属于第四族，碳元素(C)为第2周期，硅元素(Si)为第3周期，两者相邻，因此可以推定两者性质相似。如下图所示：
从上图可知，碳元素或硅元素才有4个共价键，构成以原子为中心的正四面体形。但第3周期元素比第2周期元素多一个电子轨道，从这点而言，两种元素在化学性方面有着差异。首先，与碳元素的共价键半径0.77相比，硅元素的共价键半径是1.17，约是碳的1.5倍。共价键半径对元素的性质产生绝对的影响。另外，如下表所示，由于负电性的差异，其物理化学性质，即键能等方面也存在差异。在负电性方面，硅元素比碳元素小，而近似于同族的金属Ge或Sn，容易从分子中获得电子。此外，硅元素生成双键及三键的倾向很小，配价键性大，这也是与碳元素原子不同之外。
硅酮的最大特征之一在于强耐热及抗氧化，这可以通过化学键强度来说明。如下表所示，作为硅酮主骨架的Si-O键比其它键都要大，这是因为Si和O的电负性差异较大所致，Si-O 键近似于离子键，从能量上讲更稳定，这正是原因之一。与C-C这种单纯的共价键不同，由于Si-O键处于离子键和共价键的中间状态，分子间引力小，因此，与其它液体相比，硅酮油的表面张力特别低。也正是由于这种原因，硅橡胶及硅酮油具有非常优秀的耐寒性，对各种物性值的温度依存度低，这是在实用上又一重要特征。
硅
硅酮的应用领域
硅酮作为具有独特特性的材料，从建筑、电气、电子、机械、汽车、化妆品、纤维产业等各种产业直至日常生活，几乎在所有的领域都得到广泛应用。目前应用硅酮的产品数达到数千个，随着产业的分化、多样化、高功能化，其需要日益增加，而且，应用的范围也急剧扩大。
下面就具体从几个有着广泛应用的领域进行介绍：
1.电气·电子工业
与其它领域相比，尤其是在电气·电子工业中，由于硅酮耐热、稳定的电气特性，使它已经成为了不可缺少的材料。随着电气·电子工业的成长，硅酮市场不断成长，而且，今后无疑仍将随着电气·电子工业的发展而扩大。在该领域，硅酮产品作为旋转机械或变压器等高压设备的绝缘材料，应用范围广泛。下面对其进行部分介绍。
应 用 领 域 干式变压器的绝缘
高压电容器的绝缘
混合IC 的绝缘、防震、固定所需的封装/密封，
发热体与散热体的粘接
各种电子设备的防水装置密封
需要阻燃性设备的粘接密封
Sign Board 的防水、粘接模压
精细涂层
微波炉门等要求耐热性的设备的密封
冰箱的内部密封
2.运输设备工业
在化学材料中，硅酮属于高价材料，因此，最初时并未被用作汽车材料，现在，硅酮总需求的15%左右被用于汽车相关行业，其用途与应用正在迅速扩大。这是因为硅酮产品解决了汽车工业所面临的诸多问题，从而也充分说明了硅酮的高功能性和性能的优秀性。
3.建筑·土木工业
硅酮代表性用途之一就是建筑·土木工业的密封材料。硅酮密封剂填充进各种材料间的连接处或缝隙之间，使接缝具有防水、密封性，此外还用于固定玻璃等。
应
用
领 域 普通玻璃窗框的密封(上玻璃用) 内外墙的接缝密封 应用于SSG (structural Sealant Glazing )措施方法 (玻璃幕墙) 建筑物外墙防水剂
机场跑道接缝密封
隔热双层玻璃的密封
石材建筑物的非污染性密封
4.化妆品·医疗用品的应用
硅酮作为化妆品原料使用，是从20世纪80年开始正式研究的，在化妆品行业高功能化、高附加值化的战略下被使用。目前，甲基聚硅氧烷、甲基苯基硅氧烷、硅酮聚合体等原料已经符合化妆品原料标准的安全性，被化妆品行业所采纳并使用。
另外，在医疗用具领域，由于其功能性和生物体适合性等优点，应用范围正在逐渐扩大。
应
用
领 域
护发(香波、染发水、护发剂、摩丝等) 护肤剂(护手霜、护肤液等) 化妆产品(Powder type 、Pan cake type 等基础。) 输血管、血液保存容器、人工皮肤
牙科印形材料 5.在食品工业的应用
硅酮以其无毒性等特征，在食品工业中也得到广泛应用。
6.在橡胶·塑胶工业的应用
在橡胶、塑胶工业中，硅酮使用量最大的领域是作为硅橡胶形成品的材料。
7.在纤维工业的应用
硅酮具有低表面张力、低磨擦系数、耐热性、排水性等特征，在整个纤维工业得到广泛应用，作为纤维表面活化、处理剂，是不可缺少的材料之一。
应
用 领
雨伞、雨衣、帐蓬、包、皮革、皮鞋等的防水处理剂 利用润滑作用的纤维处理剂 扩张剂
柔顺剂
域 防污处理剂 防水及防菌加工（原理见“ 硅酮的化学结构”——“硅酮树脂”）
8.在纸·纸浆工业的应用
在纸·纸浆工业，由于硅酮具有的优秀特性，即脱模性、防水性、泡沫抑制性，硅酮应用产品得到了广泛应用。
应
用
领
域
各种削离纸用涂层剂 造纸工序的泡沫抑制剂 各种辊子 9.在涂料工业的应用
在涂料工业中，硅酮被用作耐热性及耐候性涂料的基础。
从上面可以看出，硅酮产品和主要用途之一是粘合密封，下面就来详细的阐诉一下其应用原理。
应 用 原 理 ：
虽然关于粘附的理论有多种，但当要接合互不相同的材料时，重要的因素是表面的清洁状态、表面的形态以及表面能。一般而言，即使是硅酮粘附力能够很好发挥的金属表面，如果表面留有切削油等其它油
类，那么将难以发挥硅酮产品自身固有的粘附力。另外，从微观来看，粗糙的表面比过于光滑的表面的接触面积大，因此比较易于发挥粘附力。
表面能也是粘附理论中一个重要概念，左表给
出了几种物质的表面能。聚四氟乙烯的表面能
比硅酮还要低，可以说是最不易粘附的物质，
如各种金属、玻璃等，也可以成为易于粘附的
材料。即，表面能低的物质具有不反应倾向，
而表面能高的物质，其反应力也就更高。
对于粘贴不易于粘附材料的粘附方法有多种，比如涂底漆(Primer)后进行密封，或是把表面变成有利于发挥粘附的条件，调整硅酮中使用的硅烷偶联剂的种类和含量，以此增加粘附力。
常用的两种硅酮产品——缩合硬化RTV和附加硬化RTV中的前者就具有很好的粘附性质一般而言无需底漆也对于大部分材料显示出出色的粘着力，但根据表面状态的不同，在特殊情况下，有时也需要清洗及涂抹底漆。而相比之下后者的粘附能力就明显要弱，且它的粘接是有限度的，一般情况下除了玻璃外对大部分材料没有粘接性。因此在附加硬化型硅酮的使用中如果需要进行粘接，需在之前做粘接实验进行确认，并采用特殊开发的产品。
另外，从分子结构方面我们也可看出其粘附机理成因。
粘附机理：
用作硅酮添加剂的硅烷偶联剂(Y - (CH2)n - Si OR)的反应机理如上图所示。硅烷偶联剂的Si - OR在水的作用下发生加水分解，形成Silanol，硅醇与无机质表面在缩合反应作用下，形成Si - O - M结合。另外，另一反应物Y与有机质结合，结果，有机质与无机质发生化学结合。
1.硅酮油(Silicone Oil)
硅酮油为了物性的改善和重整，存在多种变性结构，但代表性的物质是上述分子。形成该分子骨架的硅氧烷键，它集合并形成物质时，各个分子是独立的，因此，分子链相互间可以自由移动，所以，从外部看来具有流动性，也就是说，具有液体的性质。根据聚合度的不同，粘度等各异，在聚甲基硅酮油中，聚合度是2的，存在于从0.65cSt直至数十万cSt。
由于硅酮油的这种流动性使其可用于：食品制造设备的润滑油、护发(香波、染发水、护发剂、摩丝等)、护肤剂(护手霜、护肤液等)、化妆产品(Powder type、Pan cake type等基础。
2.硅橡胶(Silicone Rubber)
如上图所示，硅橡胶由网状结构的分子构成，与硅酮油不同，其分子链不能相互移动，所以不具有流动性，但由于分子的自由度大，产生伸缩性，表现出橡胶的性质。
因此可以在橡胶、塑胶工业中作为硅橡胶形成品的材料。常用的如：成型加工的脱模剂、模具的制作(成型用)、表面改进用涂层剂、通过内部添加的改进剂等。
3.硅酮树脂(Silicone Resin)
随着硅橡胶进行交联，分子的自由度减小，伸缩性也被降低，变得坚硬。把这种极大地提高了交联密度的物质称为硅酮树脂。硅酮油及硅橡胶等产品主要以2官能团构成，不同于此，硅酮树脂大量含有3官能团甚至4官能团。这些树脂有这样一种特征，即在硬化后形成坚韧的表膜和形成品，可以作为电气绝缘用的清漆、耐候性涂料的基础树脂，以及成型材料的基础树脂以及排水、脱模等使用，如：干式变压器的绝缘、高压电容器的绝缘、雨伞、雨衣、帐蓬、包、皮革、皮鞋等的防水处理剂、利用润滑作用的纤维处理剂、扩张剂、柔顺剂、防污处理剂、防水及防菌加工。
【结论】
硅与人类物质文明有极密切的联系，而且逐渐成为人类生活不可缺少的物质基础。上世纪末，
首次分离出硅的单质，此后又陆续合成出一系列硅的重要化合物。本世纪初至40年代期间，有机
硅化学得到发展。硅化学的每一重大进展都对人类文明产生了深刻而积极的影响。为此，硅化学一
直是化学学科中一个既有理论意义又有实际价值的研究领域。而且我们可以预见，这一领域仍将充
满活力而富于成果。硅元素必定将给人类带来更多的惊奇与发现，让人类的生活更加丰富多彩。
【参考资料】
⒈《无机化学丛书――第三卷》：方锡义著，科学出版社。
⒉(株)TAEJONGE.S.T硅酮事业部URL: http://www.siltec.co.kr/chinese/products/silicon1.asp
第1课时 碳、硅及其重要化合物
课时1 碳、硅及其重要化合物 一、选择题 1．下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是() A．两者结合形成的化合物是共价化合物 B．在自然界中都能以游离态存在 C．氢化物的热稳定性比较：CH4＜SiH4 D．最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸 解析C、Si都是非金属元素，结合形成的化合物是共价化合物，A正确； Si元素为亲氧元素，不能以游离态存在，故B错；非金属性C＞Si，故氢化物的热稳定性SiH4＜CH4，故C错；SiO2既不溶于水，也不和水反应，故D 错。 答案 A 2．(2017·安徽合肥高三一次质检，2)硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。 下列说法正确的是() A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐 B．水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂 C．某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示 D．高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池 解析水晶的主要成分为SiO2，其不属于硅酸盐，A项错误；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，属于混合物，B项错误；用于制造光导纤维的是二氧化硅，用于制造太阳能电池的是高纯硅，D项错误。 答案 C 3．下列物质性质与用途对应关系正确的是() 性质用途 A硅酸钠化学性质稳定制备木材防火剂
B 硅酸溶胶具有 吸附水分的能力 硅作半导体的材料 C二氧化硅硬度大、熔点高氢氟酸在玻璃上刻花纹 D焦炭具有可燃性焦炭还原二氧化硅冶炼粗硅 与氢氟酸和玻璃反应无关，C错误；焦炭具有可燃性，与焦炭还原二氧化硅无关，D错误。 答案 A 4．(2016·南通二调)我国《可再生能源法》倡导碳资源的高效转化及循环利用(如图所示)。下列做法与上述理念相违背的是() A．大力发展煤的气化及液化技术 B．加快石油等化石燃料的开采和使用 C．以CO2为原料生产可降解塑料 D．将秸秆进行加工转化为乙醇燃料 解析煤的气化和液化是通过化学变化将煤转化为气体和液体燃料的先进洁净煤技术，可以减少污染物的排放，A项正确；石油等化石燃料为不可再生能源，加快化石燃料的开采和使用，会破坏环境，加重环境污染，B项错误； 可降解塑料不会造成“白色污染”，C项正确；将秸秆转化为乙醇燃料，可以减少PM2.5的产生，D项正确。 答案 B 5．(2017·吉林大学附中月考)下列有关说法错误的是() A．氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中 B．玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐
碳硅及其化合物 讲义
碳族元素 Ⅰ.课标要求 通过实验了解硅及其化合物的主要性质，认识其在信息技术、材料科学等领域的应用。 Ⅱ.考纲要求 1.了解单质硅及其重要硅的化合物的主要性质及应用 3.能综合应用硅及硅的化合物知识 Ⅲ.教材精讲 1.本考点知识结构 2.碳族元素 ①碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。 ②碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中铅+2价稳定，其余元素+4价稳定。 ③碳族元素的递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属，锡、铅是金属，硅、锗是半导体材料。 ④碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游离态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在。 ⑤几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅。 3.碳 在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。
①燃烧反应 ②与某些氧化物的反应：C＋CO22CO；C＋2CuO CO2↑＋2Cu； C＋H2O CO＋H2O（CO、H2的混合气体叫水煤气）； 2C+SiO2Si+2CO↑ ③与氧化性酸反应：C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O； C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O2结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于CO无色无味因此具有更大的危险性。 ①可燃性 ②还原性：CO+CuO CO2＋Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O 直线型（O＝C＝O）非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。固态CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。实验室制法：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O。 ①酸性氧化物一—酸酐 Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O(用于检验CO2) ②氧化性：CO 2＋C2CO；2Mg＋CO22MgO＋C 6.碳酸盐 ①溶解性：Ca(HCO3)2>CaCO3；Na2CO3>NaHCO3。 ②热稳定性：Na2CO3>CaCO3；碱金属正盐>碱金属酸式盐: Na2CO3>NaHCO3。 ③相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用)
硅和硅的化合物
中学化学竞赛试题资源库——硅和硅的化合物 A组 1．下列属于纯净物的是 A 蓝宝石 B 钢化玻璃 C 王水 D 氮化硅 2．科索沃战争中，北约部队使用了大量的石墨炸弹，石墨炸弹的主要目标是 A 发电厂 B 医院 C 机械厂 D 化学武器库 3．下列关于硅和硅的化合物叙述不正确的是 ①硅晶体的结构和金刚石相似，都是原子晶体； ②硅是地壳中含量最多的元素； ③单晶硅是良好的半导体材料； ④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料； ⑤二氧化硅分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的； ③二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。 A ①②③ B ①⑤⑥ C ③④⑤ D ②⑤⑥ 4．生石灰中往往含有CaCO3和SiO2杂质，若检验是否存在这两种杂质，最适宜的试剂是 A 氟化氢 B 浓硫酸 C 盐酸 D 苛性钠 5．某氧化物X难溶于水，能熔于熔融态的烧碱，生成易溶于水的化合物Y，将少量Y溶液滴入盐酸中，最终能生成一种白色的胶状沉淀，则X是 A MgO B Al2O3 C SiO2 D P2O5 6．能与NaOH溶液反应的原子晶体是 A 铝 B 金刚石 C 硅 D 二氧化硅 7．地壳中含量第一、第二两种元素之间形成的化合物，不具有的性质是 A 可与碳酸钠反应 B 熔点较高 C 与水作用生成相应的酸 D 与碳在电炉中共热可生成两种元素中的一种单质 8．关于硅的下列叙述中，不正确的是 A 在自然界中，硅既能以游离态形式存在，又能以化合态形式存在 B 在硅晶体中，含有由共价键形成的硅原子环，其中最小的环上有6个硅原子 C 常温下，硅可以与氟气、强碱溶液起反应 D 在加热条件下，硅可与氧气、氯气、硝酸等物质反应 9．下列叙述中错误的是： A 石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成份都是SiO2 B SiO2是通讯材料光导纤维的主要成份 C 氧化铝陶瓷，氮化硅陶瓷都是主要的高温结构陶瓷 D 含硅4%（质量分数）的钢，可制变压器铁芯 10．下列关于硅和二氧化硅的叙述不正确的是 A 晶体硅和二氧化硅晶体的结构都类似于金刚石 B 晶体硅和二氧化硅晶体都常用来制造电子部件
高中化学硅元素单质及其化合物的组织构造型复习
“硅元素单质及其化合物”的组织构造型复习 一、学前分析 1、授课内容分析 纵观人教版高中化学教材，硅元素单质及其化合物是人教版必修一第四章非金属及其化合物中一部分。这章内容涉及了非金属及其化合物的组成、结构、性质以及变化，是构建宏观辨识与微观探析素养的知识载体。通过该专题的学习，学生还将了解这些常见非金属及其化合物在改善生活质量、促进社会发展、保护生态环境等方面做出的巨大贡献，并形成良好的科学态度与创新意识素养。在考试大纲中也强调了该专题的地位，考试大纲要求学生了解常见元素的单质及其重要化合物的制备及其对环境的影响，掌握其重要性质和用途。 2、学情分析 这是高三的复习课，学生对于相关知识已不再陌生。但是该专题涉及的物质种类较多，学生需要掌握大量的物质性质及化学反应方程式，往往会出现记忆不牢，知识的组织结构不良等问题，导致其化学学科核心素养的发展受阻。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）了解硅元素及其化合物的制备及对环境的影响。 （2）掌握硅元素及其化合物的重要性质和用途。 2、过程与方法 通过思维导图构建知识网络的方法，帮助学生巩固硅元素及其化合物的相关知识，并优化其知识组织结构。 3、情感态度价值观 深刻认识化学在改善人类生活质量，促进社会物质文明发展以及保护生态环境方面做出的重大贡献。 三、教学重难点 1、教学重点： 巩固硅元素及其化合物的相关知识，并优化其知识的组织结构。 2、教学难点 学生形成良好的硅元素及其化合物知识的组织结构。 四、教学过程设计：
教师活动 【新课导入】PPT投影含有硅元素的物质，吸引学生的注意力，并让学生感受到硅元素与我们的生活息息相关，激发学生的学习兴趣。 【讲述】我们在高一上学期时已经对非金属及其化合物的内容进行了系统的学习，在该专题中，我们主要学习了硅、氯、氮、硫四种非金属元素及其化合物的相关知识。但是很多同学的知识记忆比较零散，不成体系，因此，我们这段时间将通过思维导图的方法对该专题的知识进行梳理，去构建出知识网络。今天我们主要对硅元素的单质及其重要化合物进行复习。 【图片】PPT投影 【图片】PPT投影，关于硅元素，我们主要学习了硅单质、二氧化硅、硅酸以及硅酸盐。我们将从这四个方面对硅元素进行总结
2017高中化学知识点：硅及其化合物的性质与应用
2017高中化学知识点：硅及其化合物的性质与应用 2017高中化学知识点：硅及其化合物的性质与应用 一、硅及其化合物的性质 1.碳族元素的主要化合价是“+2”、“+4”价，而硅通常表现为“+4”价。 2.非金属单质一般为非导体，但硅却为半导体。 3.在通常情况下，硅的化学性质不活泼，但在自然界里却没有单质硅存在。 4.非金属氧化物一般为分子晶体，而SiO2却为原子晶体。 5.非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅却能够与氢氟酸反应，且有氢气生成。 Si+4HF===SiF4↑+2H2↑ 6.非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，但硅与强碱溶液反应却生成氢气。 Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑ 7.硅的还原性比碳强，但碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。这是因为在高温时，非水体系的反应有利于有气体生成的方向进行。2C+SiO2Si+2CO↑。 8.SiO2不溶于水，但其是硅酸的酸酐，因此硅酸不能用SiO2直接与水反应制得，只能采用可溶性硅酸盐与酸作用生成，如Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓。 9.CO2属于分子晶体，通常状况下是气体，但SiO2却是立体网状结构
的原子晶体，因此二者的物理性质相差很大。 10.酸性氧化物一般不与酸反应，但二氧化硅却能与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水。SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O，雕花玻璃就是利于该反应原理在玻璃上进行蚀刻制得的。 11.无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。 12.在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸强，因此二氧化碳能与硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸沉淀。 CO2+Na2SiO3+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓，但在高温下碳酸钠与二氧化硅却能反应生成硅酸钠和二氧化碳， SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，其原因是在高温条件下生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。 13.硅酸钠的水溶液俗称泡花碱或水玻璃，但它与玻璃的成分不同，其本身是盐溶液，不是碱溶液。 二、硅及其化合物的应用 【例题1】硅是带来人类文明的重要元素之一，它伴随着人类历史发展的脚步，在从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。下列有关硅及其化合物的说法中正确的是 A．自然界中存在硅晶体，它是电子工业中重要的半导体材料 B．砖瓦、水泥、、有机玻璃都是硅酸盐产品 C．制造普通玻璃的主要原料是黏土和石灰石 D．二氧化硅可制成光导纤维，也可制成光学镜片
碳、硅及其化合物的化学方程式
碳及其化合物的化学方程式1、碳在少量的氧气中燃烧： 2、碳在足量的氧气中燃烧： 3、碳和水蒸气反应： 4、碳和氧化铁反应： 5、碳粉与氧化铜共热： 6、工业上制备粗硅： 7、碳和二氧化碳反应： 8、碳与浓硫酸共热： 9、碳与浓硝酸共热： 10、碳与稀硝酸共热： 11、一氧化碳在氧气中燃烧： 12、一氧化碳气体和氧化铁反应： 13、一氧化碳通过灼热的氧化铜： 14、一氧化碳和水蒸气反应： 15、镁在二氧化碳中燃烧： 16、碳和二氧化碳在高温下反应： 17、氧化钠与二氧化碳反应： 18、氧化钙与二氧化碳反应： 19、过氧化钠与二氧化碳反应： 20、二氧化碳和水反应： 21、向氢氧化钠溶液中通入少量的二氧化碳：
22、向氢氧化钠溶液中通入过量的二氧化碳： 23、向澄清石灰水中通入二氧化碳： 24、碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体： 25、向偏铝酸钠溶液通入少量二氧化碳气体： 26、向偏铝酸钠溶液通入足量二氧化碳气体： 27、向硅酸钠通入中通入少量的二氧化碳： 28、向硅酸钠通入中通入过量的二氧化碳： 29、向碳酸钙的悬浊液通入二氧化碳气体： 30、向苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体： 31、向次氯酸钠溶液中通入二氧化碳气体： 32、向次氯酸钙溶液中通入二氧化碳： 33、碳酸钙溶于稀盐酸： 34、碳酸钙溶于醋酸： 35、碳酸钙与二氧化硅反应： 36、高温分解碳酸钙： 37、向碳酸钙的悬浊液通入二氧化碳气体： 38、碳酸氢钙与盐酸反应： 39、向碳酸氢钙溶液中加入少量氢氧化钠溶液： 40、向碳酸氢钙溶液中加入足量氢氧化钠溶液： 41、向碳酸氢钙溶液中加入石灰水： 42、碳酸氢钙溶液与碳酸钠溶液反应：
高中化学《硅及其化合物》
高中化学《硅及其化合物》 班级：姓名：小组： . 1、NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中（） A．具有玻璃塞的细口瓶 B．具有玻璃塞的广口瓶 C．带滴管的滴瓶 D．具有橡胶塞的细口瓶 2、下列试剂中，不会因为空气中的氧气而变质的是（） A．亚硫酸钠 B．漂白粉 C．硫酸亚铁 D．氢硫酸 3、下列物质与用途对应合理的是（） ①Cl2一制漂白粉②Na2O2一制供氧剂③石灰石一制玻璃和水泥 ④H2O2一消毒剂⑤Si一半导体材料 A．只有②④⑤B．只有①②④C．只有①②④⑤D．全部 4、下列关于碳和硅的叙述不正确的是（） A.金刚石和晶体硅都是由原子构成的物质 B.地壳中硅元素比碳元素含量多 C.自然界里含碳元素化合物并非都是有机物 D.碳和硅的氧化物都以分子形式存在 5、下列关于硅的化学性质的叙述，正确的是（） A.常温时不和任何酸反应 B.常温时可和强碱溶液反应 C.单质硅比碳的还原性强 D.单质硅比碳的氧化性强 6、下列有关硅和硅的化合物的用途错误的是（） A．硅单质作耐火材料 B．晶体硅作半导体材料 C．二氧化硅作光导纤维材料 D．高纯硅作计算机芯片材料 7、下列说法正确的是（） A．SiO2是酸性氧化物，它可以与强碱反应，不能与任何酸反应 B．根据高温条件下 SiO2＋Na2CO3 == Na2SiO3＋CO2↑的反应，可推知硅酸的酸性比碳酸的强C．CO2气体通入到Na2SiO3溶液中可以制得硅酸 D．SiO2可以与水反应生成相对应的酸—硅酸8、二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用 途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是（） ①SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O ②SiO2+2C == Si+2CO↑③SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O ④Na2CO3+SiO2 ==Na2SiO3+CO2↑⑤SiO2+3C == SiC+2CO↑ a.反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b.反应②中SiO2表现出氧化性 c.反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性 e.反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应 d.反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理
硅及其化合物专项练习
硅及其化合物专项练习 1、判断下列说法是否正确 (1)最早使用的半导体材料是硅。( ) (2)单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间。( ) (3)晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，能导电。( ) (4)含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性。( ) 2、材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )。 3过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中，不正确的是( )。 A ．高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片 B ．硅可由二氧化硅还原制得 C ．低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应 D ．自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅 4、下列关于硅及硅的化合物的叙述中正确的是( ) A ．粗硅制备时，发生的反应为：C ＋SiO 2=====高温 Si ＋CO 2↑ B ．硅元素在地壳中的含量居第二位，自然界中既有游离态的硅，又有化合态的硅 * C ．水晶项链和瓷盘都是硅酸盐产品 D ．二氧化硅是制造光导纤维的重要原料 5、在一定条件下，下列物质不能和SiO 2反应的是( ) ①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙 A ．③⑤⑦ B ．⑤⑦ C ．①⑤ D ．⑤ 6、下列关于二氧化硅的叙述中正确的是( ) ①SiO 2能与水反应生成硅酸；②SiO 2对应的水化物是可溶性弱酸；③硅原子和碳原子的最外层电子数相同，SiO 2和CO 2分子结构也相同；④SiO 2既能与氢氧化钠反应又能与氢氟酸反应，但SiO 2是酸性氧化物；⑤SiO 2中硅元素为＋4价，故SiO 2有氧化性；⑥在SiO 2中每个硅原子结合2个氧原子 A ．①③⑤ B ．①④⑥ C ．只有③ D ．只有④⑤ 7、下列说法中，正确的是( ) A ．SiO 2和CO 2均由分子直接构成 》 B ．CO 2、SiO 2都是酸性氧化物，不与任何酸反应 C ．CO 2和SiO 2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应
硅及其化合物教案
无机非金属材料的主角──硅教学设计（1） 教学目标： 【知识与技能】 1．了解硅元素在自然界中的存在形式； 2．知道二氧化硅的性质； 3．了解硅酸的性质及制法，了解硅酸钠的性质； 4．知道硅、二氧化硅的在信息技术、材料科学等领域的应用。 【过程与方法】 1．帮助学生学习运用对比的方法来认识物质的共性和个性，促进学生对新旧知识进行归纳比较能力的发展。 2．通过硅及其化合物等内容体现从物质的结构猜测物质的性质，推出物质的用途的思维过程，建构“结构——性质——用途”学习的共同模式，。 3．本节多数内容属于了解层次，部分段落阅读自学，提高的阅读能力、收集资料能力、自学能力和语言表达能力。 【情感态度与价值观】 1．用硅给现代人类文明进程所带来的重大影响（从传统材料到信息材料），为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。开阔学生眼界，提高科技文化素养，理解更多的现代相关科学理论与技术； 2．促进学生逐渐形成正确的科学社会观，学生认识到“科学技术是第一生产力”，关心环境，资源再生及研究、探索、发现新材料等与现代社会有关的化学问题，提高学生社会责任感。【教学重点】二氧化硅的主要化学性质。 【教学难点】二氧化硅晶体结构 【教学过程】 [导课]问题： [问题]：请简要阅读课文后回答课文标题中“无机非金属材料的主角-硅”“主角”两个字在这里的涵义是什么？（学生回答：硅含量仅次于氧，硅的氧化物和硅酸盐构成地壳的主要部分） [板书]第四章非金属元素及其化合物 [板书]§4-1无机非金属材料的主角-硅 ［讲述］硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中的大部分岩石、沙子和土壤，约占地壳质量90％以上。各种各样的硅酸盐和水、空气和阳光构成了人类及生物生存的根基。自古至今，在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角的角色。 ［问题］碳和硅元素结构上又和碳有什么不同？推测硅单质的性质有哪些？ ［学生阅读］Ｐ74中间自然段。 ［回答］硅位于元素周期表ⅣＡ，与碳元素同族。原子最外层均有四个电子。硅同 碳元素一样，其原子即不容易失去电子又不容易得到电子，主要形成四价的化合物。其中二氧化硅是硅的最重要的化合物。“最重要”三个字是如何体现呢？接下来具体进行了解二氧化硅有关性质。 ［板书］一、二氧化硅和硅酸 ［投影］金刚石、晶体硅、二氧化硅的晶体模型及水晶标本。
硅及其化合物
硅及其化合物的性质和(硅酮)应用 作者：童丹璐 【摘要】 硅及其化合物在物理性质及化学性质方面均具有其明显的特点，从而使其在电子、 汽车、电气、建筑、纤维产业直至日常生活中均具有广泛应用。本文将从硅及其化合物的性 质和应用等方面进行全面的介绍，使读者对它们有更深入的了解。 【关键词】 硅 二氧化硅 硅酸盐 硅酸 硅酮 （Silicon ）的学名来自拉丁文Silex,意为燧石。地壳中硅的含量极为丰富，其 元素丰度在20%以上。居地壳元素丰度第二位。常温下硅的化学性质非常稳定， 但在自然界中它却从不以单质形式出现。自然界硅的存在形式主要是硅酸盐和二氧化硅。 硅酸盐在地壳的分布极广，其中包括云母石、长石、沸石及石榴石等矿物。而遍布地 表的粘土则是多种硅酸盐的集合体。自然界的二氧化硅通常以晶体的形态出现。 花岗岩、 正长岩、纹岩、石英岩、碧玉、红玉髓、蛋白石及燧石等的主要成分都是二氧化硅，并且 几乎所有变质岩中都混有硅石。此外，二氧化硅也是常见砂石的主要成分。 尽管硅的化合物（如硅酸盐和二氧化硅）早已为人们所熟知，但直到1823年，Berzelins 才用钾还原氧硅酸钾： Si KF K SiF K +→+6462， 得到了硅单质。是什么原因导致硅元素的提取如此困难？答案大致可分为以下两方面：其 一，天然硅酸盐具有高度化学惰性，几乎不为一般化学试剂所侵蚀；其二，这类硅酸盐的 组成与结构十分复杂，不易认识。种种原因导致对硅元素的研究迟迟未能展开。因此，严 格地说，硅化学应属于近代化学之范畴。 天然硅由28Si,29Si 及30Si 三种稳定同位素组成，它们的同位素丰度分别为：28Si 92.23%;29Si 4.67%;30Si 3.1%，平均原子量为28.086。此外，已经发现的硅同位素还有25Si 、 26Si 、27Si 、31Si 、32 Si 、33 Si 、35 Si 和36 Si 等八种放射性同位素。自然界并不存在硅的放 射性同位素，都是人工合成的。基于硅的核稳定性，天然硅平均热中子吸收截面只有0.16 靶。由于硅的这一特性，核反应堆工艺中常利用硅合金作为铀棒与保护铝罐的焊接材料， 借以增强铀棒的抗腐蚀性能。 常温下，硅单质的唯一存在形式是晶态固体，硅晶体属于立方晶系并具有金刚石型晶体 结构。这种晶体结构的特征是晶格中任一硅原子的周围都对称而等距的分布着另四个硅原 子，这是硅单质常温下存在的唯一晶型。硅单晶的颜色灰黑具有闪亮金属光泽。由于所属晶 型的牢固性及晶格中Si —Si 共价键的强度，硅晶体质地坚硬而有脆性（硅晶粒的硬度约与 普通砂粒相当）。硅晶粒在重击下容易碎裂，与金刚石的行为相近。由于结构上的原因，硅 单质的熔融与蒸发都比较困难，故相应的熔点及沸点很高。 硅同时兼有本征导体与非本征导体的性质。所谓本征导体乃指高纯硅本身，即为一种半 导体。非本征半导体是指硅材料中由于掺入外来杂质而成为半导体，即所谓“外赋”半导体。 常用的掺杂元素有B ，Ga ，Al 与In （p 型杂质）以及As ，P 与Sb （n 型杂质）。杂质浓度N （单位体积内杂原子数）与半导体导电率α=eN μ。 此处e 为电子电荷，μ为截流子迁移率。 常温下硅的化学性质极其稳定，纯硅或熔结的工业用硅可经久储存而不变质。超纯硅样 品虽经多年应用，仍能保持其闪亮，蓝灰色外观，不留刻痕，也不失去光泽。然而处于高温， 硅的性质立即变得十分活泼，它可以同空气中的氧甚至氮发生反应，生成相应的氧化物和氮 化物。当硅处于熔态时，它几乎能跟所有金属氧化物、硅酸盐以及铝酸盐发生反应，夺取这 硅
硅及其重要的化合物
硅及其重要的化合物 教学目标 知识技能：在学习碳族元素知识的基础上，进一步认识硅的晶体结构、性质和用途。 能力培养：通过联系碳的已学知识来学习硅的新知识，有助于培养学生对新旧知识进行归纳比较的逻辑思维能力；通过金刚石的结构，培养学生的空间想像能力。 科学思想：通过定量和定性分析，认训晶体类型与晶体主要物理性质的关系。进一步渗透结构决定性质的观点。 科学品质：在学生从书本和课堂汲取知识的同时，介绍我国古仿科学家的重大发明和当代国内外的新技术、新成果。在大量的直观感性材料的陪衬下，使化学学习不再使人感到枯燥乏味而是生动有趣；为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。有助于学生开阔眼界，提高科技文化素养。理解更多的现代相关科学理论与技术。 科学方法：通过对硅晶体样品、金刚石球棍模型、硅晶体常温超真空扫描隧道显微镜图像的观察，进行“观察方法”这一自然科学方法的指导。 重点难点 理解掌握晶体微粒种类及其相互间作用力与晶体类型关系；晶体类型与晶体主要物理性质的关系；掌握理论知识指导学习硅元素性质知识的方法；培养空间想像能力，会把平面图想像成空间结构，又能把空产结构表示在平面图上。 教学过程
中国誉称“瓷国”。陶瓷是我中华民族一项最伟大的创造，具有悠久而辉煌的历史。原始陶器大约是1万年前出现在中国。“陶”作为历史上第一种人造材料成为人类摆脱蒙昧的时代标志，秦兵马俑的制造展示了当时制陶规模和高超的动手术与艺术水平。 秦兵马俑图片或录像。 瓷器在东汉晚期发明，到宁朝形成了举世闻名的“柴”、“汝”、“哥”、“钧”、“定”、“官”几大名窑，其制品工艺之精湛达到“青如天”、“薄如纸”、“声如磬”的水平。而陶瓷主要含硅元素。 古陶器的图片或录像。 体现现代文明的无机非金属材料的图片，如：加上“硅窗”的保鲜袋，超导材料，电子陶瓷，集成电路等。 能源、材料、信息，是文明的三大支柱。而能源问题的解决和信息社会飞速发展的前提是能源材料、信息材料的突破。硅在现代电子，航空航天，敏感材料，超导材料中起着十分重要的作用。我国正努力夺回世界材料科学的领先地位，再创中国材料科学的辉煌。 回答：含硅元素的无机非金属材料有用于制造电脑的半导体材料如晶体管、集成电路，用于信息传递的光导纤维。玻璃、水泥以及超导材料等到。 联想我国古代历史发明的辉煌的同时，了解当代国内外新技术，新成果，以及我们与世界先进水平的差距。 硅在地壳中的含量为27.72%，仅次于氧居第二位。在宇宙范围内，硅的存量次
碳、硅及其重要化合物
碳、硅及其重要化合物 一、碳、硅单质 1．单质的结构、存在形态、物理性质和用途 2．碳和硅的化学性质
3．硅的工业制法及提纯 石英砂――→①焦炭高温粗硅――→②氯气加热SiCl 4――→③氢气 高温高纯硅 反应①：□ 20SiO 2＋C=====高温 Si ＋2CO ↑。
反应②：□21Si ＋Cl 2=====△ SiCl 4。 反应③：□ 22SiCl 4＋2H 2=====高温 Si ＋4HCl 。 二、碳、硅的氧化物 1．一氧化碳 (1)物理性质 □01无色气体，□02有毒，□03难溶于水。 (2)化学性质 ①燃烧： 2CO ＋O 2=====点燃 2CO 2，□ 04淡蓝色火焰(空气中燃烧)。 ②还原Fe 2O 3： □ 05Fe 2O 3＋3CO=====高温 2Fe ＋3CO 2(冶炼金属)。 2．二氧化碳和二氧化硅的比较 续表
三、硅酸、硅酸盐、无机非金属材料
1．硅酸(H2SiO3) 2．硅酸盐 (1)硅酸盐 是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。 (2)硅酸盐组成的表示方法 通过用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为□06K2O·Al2O3·6SiO2。 (3)硅酸钠 ①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称□07水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。 ②与酸性较硅酸强的酸反应 与CO2水溶液反应的化学方程式 Na2SiO3＋H2O＋CO2===□08Na2CO3＋H2SiO3↓。 (3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 3．无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料 ①三种硅酸盐工业生产的比较
碳硅及其化合物教学设计
(1)碳 与O 2反应 O 2(足量)： O 2(不足)： 与氧化 物反应 CuO ： (冶炼金属) SiO 2： (制取粗硅) H 2O ：C ＋H 2O(g)=====CO ＋H 2(制取水煤气) 与强氧化 性酸反应 浓H 2SO 4： 浓HNO 3：C ＋4HNO 3(浓) =====CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O) 2013届高三一轮复习碳.硅及其化合物的性质及应用 广州市第五中学 汪爱华 【考纲要求】 1．了解碳.硅元素单质及其重要化合物的主要性质及应用. 2．了解碳.硅元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 【教学建议】 1． 用对比类比的归纳的方法对碳、硅单质及氧化物的主要性质及应用的基础知识进行整 理，分成小组，采用思考讨论交流的形式，完成知识点网络的搭建。 2． 关于碳.硅元素单质及其重要化合物对环境质量的影响，可从高考题中总结，让学生熟悉 热点，同时结合元素周期律和结构的理论知识帮助学生理解的基础上加深记忆。 【课时安排】 第1课时：碳、硅单质及氧化物的主要性质及应用 第2课时：硅酸、硅酸盐和无机非金属材料. 【教学过程】 【知识重现1】 1．C 、Si 单质的存在形态、物理性质及用途 (1)碳在自然界既有________态又有________态。碳的同素异形体有________、________、无定形碳、________等。 (2)硅在地壳中的含量占第____位，仅次于____，全部以________态存在，是一种亲____元素，单质硅有________和________形两种。晶体硅是良好的________材料，在计算机等电子工业，可用作____________、大规模____________等。硅是人类将________能转化为____能的常用材料，所以硅还用于制造________。 2．碳、硅单质的化学性质 碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。 (2)Si ??? 与非金属单质反应??? O 2： F 2 ：Si ＋2F 2 ===SiF 4 Cl 2：Si ＋2Cl 2=====△ SiCl 4 与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4 ↑＋2H 2 ↑ 【及时练习】 1．下列关于碳族元素的叙述，不正确的是 ( ) A ．碳族元素的化合物主要是共价化合物 高温 △
硅和硅的化合物
高一化学试题——硅和硅的化合物 1．下列属于纯净物的是 A 蓝宝石 B 钢化玻璃 C 王水 D 氮化硅 2．下列关于硅和硅的化合物叙述不正确的是 ①硅晶体的结构和金刚石相似，都是原子晶体； ②硅是地壳中含量最多的元素； ③单晶硅是良好的半导体材料； ④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料； ⑤二氧化硅分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的； ③二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。 A ①②③ B ①⑤⑥ C ③④⑤ D ②⑤⑥ 3．生石灰中往往含有CaCO3和SiO2杂质，若检验是否存在这两种杂质，最适宜的试剂是 A 氟化氢 B 浓硫酸 C 盐酸 D 苛性钠 4．某氧化物X难溶于水，能熔于熔融态的烧碱，生成易溶于水的化合物Y，将少量Y溶液滴入盐酸中，最终能生成一种白色的胶状沉淀，则X是 A MgO B Al2O3 C SiO2 D P2O5 5．能与NaOH溶液反应的原子晶体是 A 铝 B 金刚石 C 硅 D 二氧化硅 6．关于硅的下列叙述中，不正确的是 A 在自然界中，硅既能以游离态形式存在，又能以化合态形式存在 B 在硅晶体中，含有由共价键形成的硅原子环，其中最小的环上有6个硅原子 C 常温下，硅可以与氟气、强碱溶液起反应 D 在加热条件下，硅可与氧气、氯气、硝酸等物质反应 7．关于硅及其化合物的叙述中，错误的是 A 单质硅是良好的半导体材料 B 硅酸是挥发性酸 C 硅是构成矿物与岩石的主要元素 D 硅藻土中含有晶体SiO2，吸附能力强 8．高岭土的组成可表示为Al2Si2O x(OH)y，其中x、y的数值分别是 A 7，2 B 5，4 C 6，3 D 3，6 9．2MgO·SiO2中的酸根阴离子为 A SiO32－ B Si2O64－ C SiO44－ D Si2O32－ 10．SiO2能在高温下，与下列哪些物质反应，并放出气体的是 A CaO固体 B Na2CO3粉未 C NaOH固体 D Al2O3粉未 11．下列物质的溶液长期暴露在空气中会变质而溶液又会出现白色浑浊的是 A Na2S B Na2SO3 C KI D Na2SiO3 12．下列酸中只存在于溶液里的是 A H3PO4 B H2CO3 C HClO D H2SiO3 13．将足量CO2气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，再在高温下充分燃烧，最后所得的固体物质是
最新硅及其化合物专项练习
硅及其化合物专项练习 1、判断下列说法是否正确 (1)最早使用的半导体材料是硅。( ) (2)单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间。( ) (3)晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，能导电。( ) (4)含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性。( ) 2、材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )。 3过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中，不正确的是( )。 A ．高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片 B ．硅可由二氧化硅还原制得 C ．低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应 D ．自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅 4、下列关于硅及硅的化合物的叙述中正确的是( ) A ．粗硅制备时，发生的反应为：C ＋SiO 2=====高温 Si ＋CO 2↑ B ．硅元素在地壳中的含量居第二位，自然界中既有游离态的硅，又有化合态的硅 C ．水晶项链和瓷盘都是硅酸盐产品 D ．二氧化硅是制造光导纤维的重要原料 5、在一定条件下，下列物质不能和SiO 2反应的是( ) ①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙 A ．③⑤⑦ B ．⑤⑦ C ．①⑤ D ．⑤ 6、下列关于二氧化硅的叙述中正确的是( ) ①SiO 2能与水反应生成硅酸；②SiO 2对应的水化物是可溶性弱酸；③硅原子和碳原子的最外层电子数相同，SiO 2和CO 2分子结构也相同；④SiO 2既能与氢氧化钠反应又能与氢氟酸反应，但SiO 2是酸性氧化物；⑤SiO 2中硅元素为＋4价，故SiO 2有氧化性；⑥在SiO 2中每个硅原子结合2个氧原子 A ．①③⑤ B ．①④⑥ C ．只有③ D ．只有④⑤ 7、下列说法中，正确的是( ) A ．SiO 2和CO 2均由分子直接构成 B ．CO 2、SiO 2都是酸性氧化物，不与任何酸反应
硅及其化合物知识点复习
第二部分：【基本理论】替换PDF文件中的第二部分 一、碳、硅及化合物的关系网络 1、相互转化关系 2、硅的性质和制备： 物理性质：①硅在自然界中只有态，没有态。其含量在地壳中居第位，是构成矿 物和岩石的主要成分。②晶体硅为原子晶体。灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 高的硬度和熔点。 ．．．．．．．． 化学性质：硅的化学性质不活泼。 ①常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应： Si + 2F2 ＝SiF4 、Si + 4HF ＝SiF4 + 2H2↑、Si + 2NaOH + H2O ＝。 ②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：Si ＋O2 SiO2 制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO2 ＋2C。 将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：Si 十2C12SiCl4、SiCl4 + 2H2Si + 4HCl 应用：①高纯硅可作材料；②晶体硅还可做光电转换材料及制作生物工程芯片。 3、二氧化硅的性质和应用： ①SiO2为晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。 ②二氧化硅的化学性质很稳定，不能跟酸（氢氟酸除外）发生反应。 ③二氧化硅是一种酸性氧化物，所以能跟碱性氧化物或强碱反应。 SiO2 + CaO CaSiO3 、SiO2 + 2NaOH ＝Na2SiO3 + H2O（碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中）
④二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。 a ．酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得。 首先，让SiO 2和NaOH （或Na 2CO 3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：SiO 2＋2NaOH ；然后，用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na 2SiO 3+2HCl === 。 b ．酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应：SiO 2+4HF ＝SiF 4+2H 2O ④光导纤维：从高纯度的SiO 2或石英玻璃熔融体中，拉出的直径约100μm 的细丝，称为石英玻璃纤维，这种纤维称为光导纤维。光纤通信是一种新技术，它将光信号在光导纤维中进行全反射传播，达到两地通信的目的。光纤通信优点：信息传输量大，原料来源广；质量轻，每千米27克；抗电磁干扰，保密性好。 4、硅酸和硅胶： ①硅酸：硅酸有多种形式，如H 4SiO 4、H 2SiO 3等。由于“H 2SiO 3”分子式最简单，习惯采用H 2SiO 3作为硅酸的代表。 ②硅酸酸性比碳酸还弱：Na 2SiO 3+CO 2+H 2O ＝H 2SiO 3↓+Na 2CO 3 ③硅胶：刚制得的硅酸是单个小分子，能溶于水，在存放过程中，它会逐渐失水聚合，形成各种多硅酸，接着就形成不溶于水，但又暂不从水中沉淀出来的“硅溶胶”。如果向硅溶胶中加入电解质，则它会失水转为“硅凝胶”。把硅凝胶烘干可得到“硅胶”。烘干的硅胶是一种多孔性物质，具有良好的吸水性。而且吸水后还能烘干重复使用，所以在实验室中常把硅胶作为作为干燥剂。 5、硅酸盐： ①硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，其结构复杂，组成可用氧化物的形式表示。例如：硅酸钠Na 2SiO 3（Na 2O ·SiO 2）；镁橄榄石Mg 2SiO 4（2MgO ·SiO 2）；高岭石Al 2(Si 2O 5)(OH)4（A12O 3·2SiO 2·2H 2O ） 注：复杂硅酸盐可以看成碱性氧化物和酸性氧化物所组成的复杂化合物，因此可以改写为aMxOy·bSiO 2·cH 2O 的方式（具体顺序是：碱性氧化物·两性氧化物·酸性氧化物·水）。 ②硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，难溶于水，有很广泛的用途。 ③最简单硅酸盐是硅酸钠，其水溶液俗称水玻璃．．．，是一种矿物胶，可作粘合剂，防腐剂．．．．．．． 。 ④云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。人造硅酸盐：主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。
(完整版)硅及其化合物测试题
硅及其化合物测试题 一、选择题（单选题） 1．新型无机材料碳化钛（TiC）、碳化硼(B4C3)、氮化硅（Si3N4）等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温条件下进行，在合成工艺中必须注意（） A．通入足量的氧气B．避免与氧气接触 C．可在氮气气氛中合成D．通入少量氧气 2．高温下的反应SiO2+3C=SiC+2CO↑中，氧化剂和还原剂的质量比为（） A．1：2 B．2：1 C．1：3 D．5：3 3．在300℃时，某无色气体X与红热的碳反应生成无色气体Y，Y能跟灼热的CuO反应又生成气体X，则X、Y分别是（） A．H2O（g）、H2B．O2、H2C．CO2、CO D．CO、CO2 4．下列离子方程式正确的是（） A．水玻璃加盐酸：SiO32-+2H+=H2SiO3↓B．小苏打和烧碱溶液：HCO3-+OH-=CO2+H2O C．石灰石溶于盐酸：CO32-+2H+=H2O+CO2↑ D．石英溶于NaOH溶液：Si4++2O2-+2OH-=SiO32-+H2O 5．下列物质固态时，不存在分子的是（） A．二氧化硅B．二氧化硫C．二氧化碳D．三氧化硫 6．除去SiO2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 7．下列变化中，不可能通过一步反应实现的是（） A．SiO2→Na2SiO3B．SiO2→H2SiO3C．CuSO4→CuCl2D．Cu(OH)2→CuO 8．下列离子在水溶液中能大量共存的是（） A．H+、K+、HCO3-、Ca2+ B．OH-、Na+、Mg2+、HCO3- C．Na+、H+、Cl-、NO3-D．Na+、SiO32-、H+、Cl- 9．10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1mol，则此样品中可能含有的杂质是（）A．KHCO3和MgCO3B．SiO2和MgCO3C．K2CO3和SiO2D．无法确定 10．把xmol的CO2通入含ymol Ca(OH)2的澄清石灰水中，充分反应，下列叙述不正确的是( ) A．当x≤y时，生成100x g沉淀 B．当y＜x时，生成100y g沉淀 C．当y＜x＜2y时，生成100(2y－x) g沉淀 D．当2y≤x时，生成的沉淀全部溶解 11．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③NaAlO2溶液；④饱和Na2CO3溶液；⑤Ca(OH)2溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是() A．①②③④⑤B．②③④ C．②④⑤D．①②④ 12．下列关于硅和硅的化合物的叙述，不正确的是() ①二氧化硅的晶体结构与金刚石相似，都是立体网状结构②硅是地壳中含量最多的非金属元素③晶体硅是良好的半导体材料④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料⑤SiO2分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的⑥SiO2是酸性氧化物，它可溶于水生成硅酸 A．①②⑥B．①⑤⑥C．③④⑤⑥D．②⑤⑥
培优 易错 难题硅及其化合物推断题辅导专题训练及答案
培优易错难题硅及其化合物推断题辅导专题训练及答案 一、硅及其化合物 1．探究无机盐X（仅含三种短周期元素）的组成和性质，设计并完成如下实验： 请回答： （1）X的化学式是____。 （2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是____。 （3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，写出该反应的化学方程式____。 【答案】Mg2SiO4或2MgO·SiO2 SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O SiO2＋2C 高温 Si＋2CO↑ 【解析】 【详解】 无机盐X（仅含三种短周期元素），加入过量盐酸溶解，离心分离得到白色胶状物沉淀和无色溶液，白色胶状沉淀为硅酸，白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1.80g为SiO2，物质的量=1.8g÷60g/mol=0.03mol，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子，物质的量为0.03mol，若为硅酸根离子其质量 =0.03mol×76g/mol=2.28g，金属质量=4.20g-2.28g=1.92g，无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为Mg（OH）2，金属离子物质的量=3.48g÷58g/mol＝0.06mol，质量为0.06mol×24g/mol=1.44g，不符合，则应为原硅酸根，物质的量为0.03mol，质量=0.03mol×92g/mol=2.76g，金属质量4.20g-2.76g=1.44g，物质的量 =1.44g÷24g/mol=0.06mol，得到X为Mg2SiO4，则 （1）X的化学式是Mg2SiO4或2MgO·SiO2。 （2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O。 （3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，该反应的化学方程式SiO2＋2C 高温 Si＋ 2CO↑。 2．单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备，其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题： （1）能与X发生化学反应的酸是_________；由X制备Mg2Z的化学方程式为_________。（2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为_________，Y分子的电子式为_________。（3）Z、X中共价键的类型分别是_________。