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 + 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 + Na₂CO₃ Na₂SiO₃ + 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

解析：自然界中没有游离态的硅，因此A选项错误；有机玻璃属于有机物，不属于硅酸盐产品，因此，B选项错误；制造普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，因此，C选项错误；二氧化硅是光导纤维的主要原料，同时也具有透光性，故可制成光学镜片，故选项D正确。

答案：D

【例题2】（09广东理科基础）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是

①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素

②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品

③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维

④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料

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