| 硅酸盐与硅单质 |
主编：黄冈中学化学集体备课组
一、硅酸盐
1、Na2SiO3水溶液俗称“水玻璃”
用途：粘合剂、制硅胶、木材防火剂
2、硅酸盐种类很多，结构也很复杂，通常可用SiO2和金属氧化物的形式表示其组成。
如：Na2SiO3：Na2O·SiO2；CaSiO3：CaO·SiO2
规则：①金属氧化物写在前，若多种元素，则按金属活泼性依次减弱顺序写氧化物。
②其次写SiO2，最后写H2O，且各氧化物之间用“·”隔开。
练习：
钙长石：CaAl2Si2O8：CaO·Al2O3·2SiO2
镁橄榄石：Mg2SiO4：2MgO·SiO2
石榴子石：CaMg2Al2Si3O12：CaO·2MgO·Al2O3·3SiO2
（讲）硅酸盐种类繁多，结构复杂，是由于Al与Si在元素周期表中位置相邻，粒子大小也接近，＋3价的铝常或多或少的置换硅酸盐中＋4价的Si而形成铝硅酸盐，为了保持电中性，会伴随引入其它的正离子，使得硅酸盐品种和结构极其丰富。人们现在应用最广泛的硅酸盐产品有三种：陶瓷、玻璃、水泥。
二、硅酸盐产品（传统无机非金属材料）
1、陶瓷
①主要原料：黏土
②反应条件：高温
③性能：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温等
2、玻璃
①主要原料：纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英(SiO2)
②设备：玻璃窑
③原理：Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2↑
CaCO3＋SiO2
CaSiO3＋CO2↑
④普通玻璃主要成份：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
钠玻璃：Na2O·CaO·6SiO2
有色玻璃：掺入某些金属氧化物
如：红色玻璃Cu2O
蓝色玻璃Co2O3
石英玻璃：SiO2（主要成份）
光学玻璃：普通玻璃＋氧化铅（PbO）（铅玻璃）
有机玻璃：聚甲基丙烯酸甲酯
玻璃纤维：由熔融玻璃拉成或吹成细丝
钢化玻璃：将普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成
3、水泥
①主要原料：石灰石、黏土（石膏：调节水泥硬化速率）
②设备：水泥回转窑
③反应条件：高温
④普通水泥主要成份：
硅酸三钙：3CaO·SiO2
硅酸二钙：2CaO·SiO2
铝酸三钙：3CaO·Al2O3
⑤主要性质：水硬性
三、硅
1、存在：自然界中，全部以化合态存在，地壳中含量仅次于氧。
2、物理性质：灰黑色带有金属光泽的固体，硬度大，熔点高，良好的半导体材料。
3、空间结构：正四面体型空间网状结构
4、化学性质
（讲）常温下化学性质稳定，仅能与F2、HF、NaOH等物质反应，加热可与Cl2、O2等反应。
（1）与单质反应
Si＋2F2=SiF4(g) (无色有刺激性臭味的气体，易溶于水)
Si＋O2
SiO2
Si＋2Cl2
SiCl4(l)
SiCl4＋3H2O=H2SiO3＋4HCl
NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)
白烟
（讲）现代海战中为了进行隐蔽，可喷放SiCl4与液氨，以形成很浓的烟雾。
Si＋C
SiC
3Si＋2N2
Si3N4(新型陶瓷)
Si＋2Mg
Mg2Si
Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑(甲硅烷，易自燃)
（讲）Mg2Si易和水反应，生成SiH4。
（2）与氧化物反应
Si＋2FeO
SiO2＋2Fe(炼钢脱氧剂)
（3）与酸反应
Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑(只与HF反应，不与其它酸反应)
（4）与碱反应
Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑
实质：
H4SiO4=H2SiO3＋H2O
H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O
总反应：
5、高纯硅的制取
制粗硅：SiO2＋2C
Si＋2CO↑(在电炉里获得高温)
提纯：Si＋2Cl2
SiCl4(l)
生成的SiCl4通过精馏，除去其中的硼、砷杂质。
还原：SiCl4＋2H2
Si＋4HCl
6、用途：制集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电源。
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