二氧化硅广泛存在与自然界中,常见的有沙子石英和水晶,另外二氧化硅也是构成岩石的重要成分。
2、二氧化硅的物理性质
纯净的二氧化硅晶体呈无色,熔点高,硬度大,不溶于水,也不溶于其他一般的溶剂。
3、二氧化硅的化学性质
二氧化硅化学性质不活泼。是一种酸性氧化物。常温下与氢氟酸反应,与碱溶液缓慢反应,高温下与碱性氧化物反应。
Si O2+ 4HF = SiF4 ↑+ 2H2O
SiO2+ 2NaOH = Na2SiO3 + H2 O
Si O2 + CaO CaSiO3
注意:
①氢氟酸不能保存在玻璃瓶中,应保存在塑料瓶中。
②NaOH 溶液不能保存在玻璃塞的玻璃瓶中,应保存在橡胶塞的玻璃瓶中或塑料瓶中。
4、二氧化硅的用途
(1)石英可用于制作石英表和石英玻璃。
(2)石英砂常用作制薄玻璃和建筑材料。
(3)水晶常用来制造电子部件、光学仪器和工艺品等。
(4)SiO2 被用于制造高性能的现代通讯材料--光导纤维,光导纤维除用于通讯外,还可用于能量传输,信息处理遥测遥控和医疗器械(如光导纤维内窥镜)制造等方面。
光导纤维作为通讯材料的优点是克服了声音信号和图像信号在铜丝和铝丝这两种传统媒介中传播损耗大的缺点,并节约了大量的金属资源。
(三)硅酸盐与无机非金属材料
1、硅酸
硅酸为白色粉末状固体,不溶于水,其酸性比碳酸还弱(也可由硅的非金属性比碳弱推出),其化学式为H2SiO3。SiO2是硅酸的酸酐,但 SiO2 不溶于水,所以不能用 SiO2 与水直接反应得到 H2SiO3而只能用可溶性硅酸盐与酸反应制得。
如: Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3↓
H2SiO3 在加热条件下失水变为SiO2 : H2SiO3 SiO2 + H2O
2、硅酸盐
(1)硅酸盐在自然界中的存在
硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分,自然界中存在的各种天然硅酸盐矿石,约占地壳的5%,粘土的主要成分也是硅酸盐。粘土的种类很多,常见的有高岭土和一般粘土,前者含杂质较少,后者含杂质较多。
(2)硅酸盐组成的表示方法
硅酸盐的种类很多,结构复杂,无论是天然的还是人工制成的硅酸盐,其组成的表示方法有两种。
① 化学式法: 一般用于组成较简单的硅酸盐。如:
硅酸钠 Na2SiO3; 硅酸钙Ca2SiO3
② 氧化物法:常用的表示方法。 如:
镁橄榄石(Mg2SiO4) 2MgO·SiO2
高岭石〔Al2(Si2O5)(OH)4〕 Al2O3·2SiO2·2H2O
正长石(2KAlSi3O8 ) K2O·Al2O3·6SiO2