硅

硅思维导图：包含硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，主要形成四价的化合物。等等

硅

• 单质硅
  • 晶体结构：原子晶体。
  • 物理性质:有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。
  • 化学性质：
    • 常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
    • 在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
  • 硅的制备: 工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
  • 用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
• 二氧化硅
  • 晶体结构:原子晶体。
  • 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。
  • 物理性质:熔点高，硬度大，不溶于水。
  • 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.
    • 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。)
    • 与氢氟酸反应[SiO2的特性]: SiO2+4HF=SiF4 ↑+2H2O (利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶。)
    • 高温下与碱性氧化物反应: SiO2+CaO= CaSiO3
  • 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。
• 硅酸
  • 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。
  • 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)
    • Na2SiO3十2HCl= 2NaCl+ H2SiO3↓
    • Na2SiO3 +CO2+ H2O= H2SiO3↓+Na2CO3 (酸性:H2SiO3<H2CO3)
  • 用途:硅胶作干燥剂、催化剂的载体。
• 硅酸盐工业
  • 水泥：
    • 生产水泥的主要原料:黏土、石灰石。
    • 生产水泥的设备:水泥回转窑。
    • 加入石膏的作用:调节水泥的硬化速度。
  • 玻璃
    • 生产普通玻璃的主要原料:纯碱、石灰石、石英。
    • 生产设备:玻璃熔炉。
    • 生产条件:高温熔融。
    • 形成玻璃的过程中的主要化学变化：
      • Na2CO3+SiO2二Na2SiO3+CO2↑
      • CaCO3+SiO2二CaSiO3+CO2↑
  • 陶瓷
    • 制造陶瓷的主要原料:黏土。
    • 陶瓷的优点:抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。。
• 硅酸盐
  • 硅酸盐:硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多，大多数难溶于水。
  • Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱。是一种无色粘稠的液体，可以做粘胶剂和木材防火剂。
  • 传统硅酸盐工业三大产品有:玻璃、陶瓷、水泥。
• 硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，主要形成四价的化合物。