高中化学关于炭族元素的知识点详解

8. 硅酸及硅酸盐

(1)硅酸(H2SiO3)和原硅酸(H4SiO4)

硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的弱酸，其酸性比碳酸还弱;通过硅酸钠溶液和盐酸反应不同操作方法，可制得硅酸溶胶或凝胶，甚至可得到白色胶状沉淀物，Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl，硅酸凝胶经过处理后用CoCl2溶液浸泡、烘干，制得一种变色硅胶(SiO2?xH2O)，吸水前为蓝色，吸水后为粉红色，是一种很好的干燥剂。

硅酸还能和碱发生反应;H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O。

原硅酸H4SiO4是一种很不稳定、难溶于水的弱酸。

(2)硅酸钠(Na2SiO3)：

Na2SiO3水溶液称之为水玻璃或泡花碱。

① 发生水解反应，水溶液呈碱性：

SiO32- 2H2O H2SiO3+2OH-

② 与酸发生反应：

Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3

Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl

向Na2SiO3溶液中滴加盐酸，边加边强力振荡，得到硅酸溶胶，继续滴加盐酸，得到硅酸凝胶。

9. 硅酸盐工业

(1)玻璃工业

① 制普通玻璃的主要原料：纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2);若制有色玻璃或特种玻璃还要加入一些其它有色的物质。

② 生产玻璃的主要反应和主要设备。

Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑

CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑，玻璃窑中进行。

③ 玻璃成分：玻璃不是晶体，称作玻璃态物质，它没有固定熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化。软化状态时，可制成任何形状制品。

普通玻璃：是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起的物质，可写成Na2O?CaO?6SiO2。

有色玻璃：在普通玻璃中加入氧化钴(Co2O3)呈蓝色，加入氧化亚铜(Cu2O)呈红色等，有色玻璃为固溶胶。

钢化玻璃：普通玻璃加热软化，急速冷却得到钢化玻璃，即成分与普通玻璃相同，因热处理方法不同，而结构、物性不同。

(2)水泥工业：

① 制水泥原料：石灰石、粘土和适量石膏(熟料中加入适量石膏，为的是调节水泥硬化速度)。

② 制水泥主要设备：水泥回转窑。

③ 水泥成分：主要成分是：

硅酸三钙：3CaO?SiO2

硅酸二钙：2CaO?SiO2

铝酸三钙：3CaO?Al2O3

即水泥为混合物

④ 水泥性能和用途

水泥的组成和结晶形态的不同直接影响到它的主要性能。

水泥具有水硬性。水泥和水拌和后，发生作用，生成不同的水合物，同时放出一定热量，生成的水合物逐步形成胶状物，并开始凝聚，最后有些胶状物转变为晶体，使胶状物和晶体交错地结合成强度很大的固体，以上过程叫水泥的硬化。

水泥不仅是一般建筑材料，而且是水下工程必不可少的建筑材料。水泥、砂子和碎石按一定比率混合后，制得混凝土，常用来造桥，建厂房。若建筑物用钢筋作结构，再浇注混凝土，即钢筋混凝土，使建筑物更加坚固。

10. 碳族元素及其单质的物理性质和化学性质比较。

【典型例题】

[例1]下列关于硅的说法不正确的是( )

A. 硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体

B. 硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料