特岗教师招考化学知识点精讲:非金属及其化合物(一)
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特岗教师招考化学知识点精讲:非金属及其化合物(一)
中小学教师职业道德规范特岗教师待遇 第一节 无机非金属材料的主角硅
【知识详解】
1.二氧化硅(SiO2)
(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。
(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。
(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:
①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。
②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4+2H2O(利用此反应,氢氟酸能刻蚀玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。
③高温下与碱性氧化物反应:
(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
2.硅酸(H2SiO3)
(1)物理性质:不溶于水的白色胶状物,能形成硅胶,吸附水分能力强。
(2)化学性质:H2SiO3是一种弱酸,酸性比碳酸还要弱,其酸酐为SiO2,但SiO2不溶于水,故不能直接由SiO2溶于水制得,而用可溶性硅酸盐与酸反应制取:(强酸制弱酸原理)
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3
(3)用途:硅胶作干燥剂、催化剂的载体。
3.硅酸盐
(1)硅酸钠:水溶液俗称水玻璃,可做肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂。
(2)粘土:化学成分主要是:Al2Si2O5(OH)4,土壤胶体一般带负电荷,具有保肥能力。
(3)水泥:硅酸三钙:3CaOSiO2;硅酸二钙:2CaOSiO2;铝酸三钙:3CaOAl2O3;玻璃:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。
(4)氧化物表示形式:
硅酸钠: Na2OSiO2
石棉:3MgOCaO4SiO2
长石:K2OAl2O36SiO2
普通玻璃:CaONa2O6SiO2
黏土:Al2O32SiO22H2O
(5)新型陶瓷:结构陶瓷、超导陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷。
4.硅单质
(1)物理性质:熔、沸点高,硬度大,半导体。
(2)化学性质:
①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4+2H2
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2
②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO
Si(粗)+2Cl2=SiCl4
SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl
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