CO2
SiO2
存在
空气
硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等
物理性质
熔、沸点低,溶于水
熔点高,硬度大,不溶于水
化学性质
与水反应
CO2+H2O=H2CO3
不反应
与NaOH反应
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
与CaO反应
CO2+CaO=CaCO3
SiO2+CaOCaSiO3
与酸反应
不反应
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(二氧化硅的特性)
弱氧化性
C+CO2=2CO
SiO2+2CSi+2CO
与某些盐
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑(工业制玻璃)
用途
①水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品②SiO2是制光导纤维的重要原料③较纯的石英用于制造石英玻璃④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料
三、硅酸1、硅酸和碳酸的性质比较
物质
硅酸
碳酸
化学式
H2SiO3
H2CO3
酸酐
SiO2
CO2
制法
可溶性硅酸盐与其他酸反应制得:Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+2H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3
CO2+H2O=H2CO3
颜色与状态
白色、固体
无纯态,只存在于水溶液中
水溶性
不溶于水
只存在于水溶液中
稳定性
硅酸加热后会发生分解生成SiO2和H2O
酸性比较
H2CO3>H2SiO3向硅酸钠饱和溶液中通入二氧化碳,同样可得到硅酸凝胶,说明硅酸是一种酸性比碳酸还弱的弱酸。
硅胶——硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶。硅胶多孔,吸附水分能力强,常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也用作催化剂的载体。四、硅酸盐1、硅酸钠: Na2SiO3,俗称泡花碱,水溶液俗称水玻璃,具有碱性。 贮存:盛Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞(碱溶液及水解成碱性的溶液都不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存) 变质:SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3↓ 用途:是工业使用的一种黏合剂,耐火、耐腐蚀2、常见的硅酸盐产品――传统的无机非金属材料 (1)玻璃 玻璃生产的原料:石英、纯碱、石灰石 设备:玻璃熔炉(高温熔融) 主要反应: SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑. 成份:Na2SiO3、CaSiO3和SiO2在一起的混合物 玻璃在常温下呈固态,没有固定的熔点,受热在一定温度范围内逐渐软化 种类:钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃。铅玻璃(用于制光学仪器);有色玻璃[蓝色钴玻璃(Co2O3)、红色玻璃(Cu2O);钢化玻璃(用于汽车车窗) 几种玻璃的特性和用途
种类
特性
用途
普通玻璃
在较高温度下易软化
窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等
石英玻璃
膨胀系数小,耐酸碱,强度大,滤光
化学仪器;高压水银灯、紫外灯等的灯壳;光导纤维、压电晶体等
光学玻璃
透光性能好,有折光和色散性
眼镜片;照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器
玻璃纤维
耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀
太空飞行员的衣服、玻璃钢等
钢化玻璃
耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂
运动器材;微波通讯器材;汽车、火车窗玻璃等
(2)水泥 生产原料:有黏士(主要成分为硅酸盐),石灰石。 设备:水泥回转窑(高温煅烧)。 石膏:调节水泥的硬化速率。 产品主要成分:2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3 水泥的标号:、、、,水泥的标号越大其抗压强度越大。 (3)陶瓷 新型陶瓷①高温结构陶瓷,如氮化硅(Si3N4)陶瓷,碳化硅(SiC)陶瓷等。②生物陶瓷:如氧化铝陶瓷(A12O3),氧化锆陶瓷(ZrO2)等;③压电陶瓷:以钛酸钡(BaTiO3)和钛酸铅(PbTiO3)为主要成分。3、特殊功能的含硅物质
物质
性质
用途
碳化硅
俗称金刚砂、具有金刚石的结构,硬度很大
砂纸、砂轮的磨料
含4%的硅钢
有很高的磁性
变压器芯片
硅橡胶
目前最好的耐高温又耐低温的材料
制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料
人工制造的分子筛
具有均匀微孔结构,表面积大、具有吸附性
用于分离、提纯气体或液体混合物;还可以作干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工等方面。
五、硅及其化合物的转化关系:
专业、有“铍”气的化学