浓硫酸和硅会反应吗

都不反应。

硅的化学性质比较稳定，常温下硅不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。

在常温下Si仅和氟气、HF、NaOH等少数物质反映，但在高温下却能和一些非金属和金属反应，就像C在常温下稳定，高温时显还原性相似。

典型的例子就是和C反应生成SiC，即金刚砂。

常温下

稀溶液

不能,因为

氟硅酸

的酸性与硫酸相当,

氟硅酸钠

本身显

离解

显酸性(可看作

络合物

离解)但是加热情况下：氟硅酸分解成SiF4+HF

所以氟硅酸钠，并不是跟硫酸反应，而是在硫酸中发生了

分解反应

产生了SiF4+NaF

反应条件是加热

硅酸，通常指正硅酸Si(OH)4，或写成H4Si O4。是一个弱酸，它的盐在水溶液中有水解作用。游离态的硅酸，包括偏硅酸(H2SiO3)、二硅酸 (H2Si2O5)，酸性很弱。偏硅酸的电离平衡常数K1=2*10-10（室温），正硅酸在PH2-3的范围内是稳定的，不过若将过饱和的H4SiO4 溶液长期放置，会有无定形的二氧化硅沉淀，为乳白色沉淀，并以胶态粒子、沉淀物或凝胶出现。凝胶中有部分水分蒸发掉，可得到一种多孔的干燥固态凝胶，即常见的二氧化硅凝胶。这种硅酸凝胶具有强的吸附性，可用来作吸潮干燥剂、催化剂，或用作其他催化剂的载体。

目录

化学信息1、基本信息

2、生产方法

3、应用领域

硅酸盐

矿物学化学信息 1、基本信息

2、生产方法

3、应用领域

硅酸盐

矿物学

展开 编辑本段化学信息

1、基本信息

化学品名称：硅酸 (H2SiO3) 英文名称：Silicic acid CAS NO：7699-41-4 分子量：78.09958 密度：2.1~2.3 g/cm3 性状： 硅酸为玻璃状无色透明的不规则颗粒，不溶于酸（氢氟酸除外），溶于苛性碱溶液。和硅胶相比含有较多羟基，是一种高纯试剂硅胶。加热到150℃分解为二氧化硅。与氢氟酸激烈反应并分解。 化学性质： 1、弱酸性　Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓ 可说明酸性H2SiO3<H2CO3，又可说明Na2SiO3溶液应密封保存。 2、不稳定性　H2SiO3==加热==H2O+SiO2

2、生产方法

硅酸结构式

制备：盐酸和硅酸钠反应可生成硅酸（酸性强于硅酸的酸和硅酸盐）　 反应方程式：Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓ (强酸换弱酸)　 电离平衡常数K1=2.2*10-10(30℃)　 注意：硅酸是原硅酸脱水而生成的，原硅酸是Si(OH)4，或写成H4SiO4，硅酸是H2SiO3　硅酸 盐酸和Na2SiO3溶液起反应时生成白色胶状沉淀， 这种白色胶状物沉淀叫做硅酸（H2SiO3） 工业上采用硫酸法。即将硅酸钠与硫酸反应生成硅溶胶，经凝聚、洗涤、干燥和浓盐酸浸泡，再经洗涤、干燥而得。

3、应用领域

用于气体及蒸汽的吸附，油脂、蜡的脱色，催化剂及其载体的制备。 用于生产钨丝的溶剂，分析化学上的化学试剂、接触剂和色谱分离的吸附剂，制造硅胶和硅酸盐的原料。 在分析化学中能将不溶性氟化物如氟化钙、氟化铝转化为可溶性溶液，进行氟的测定。

编辑本段硅酸盐

所谓硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称。它在地壳中分布极广，是构成多数岩石（如花岗岩）和土壤的主要成分。由于其结构上的特点，种类繁多（硅酸盐矿物的基本结构是硅――氧四面体；在这种四面体内，硅原子占据中心，四个氧原子占据四角。这些四面体，依着四面体，依着不同的配合，形成了各类的硅酸盐）。 它们大多数熔点高，化学性质稳定，是硅酸盐工业的主要原料。硅酸盐制品和材料广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。 化学上，硅酸盐指由硅和氧组成的化合物(SixOy)，有时亦包括一或多种金属和或氢。它亦用以表示由二氧化硅或硅酸产生的盐。 在普通情况下，最稳定的硅酸盐是二氧化硅(SiO2)－－俗称石英，和类似的化合物。二氧化硅经常有微量的硅酸（H4SiO4）处于平衡状态。化学家认为石英是不可溶解的，但在长时间尺度下，它是可以流动的。此外，在碱性条件下，会出现H2SiO42-。大部分硅酸盐都是不可溶解的。 硅酸盐矿物的特征是它们的正四面体结构，有时这些正四面体以錬状、双链状、片状、三维架状方式连结起来。按正四面体聚合的程度，硅酸盐再细分为：岛状硅酸盐类、环状硅酸盐类等。 在地质学和天文学上，硅酸盐指一种由硅和氧组成的岩石(通常为SiO2或SiO4)，有时亦包括一或多种金属和或氢。此类岩石包括花岗岩及辉长岩等。地球及其他类地行星的大部分地壳均以硅酸盐组成。

编辑本段矿物学

矿物学上，硅酸盐矿物按其分子结构分为以下类别： 橄榄石 (单正四面体) - 岛状硅酸盐类 绿帘石 (double tetrahedra) - 对状硅酸盐类 电气石 (rings of tetrahedra) - 环状硅酸盐类 辉石 (single chain) - 链状硅酸盐类 角闪石 (double chain) - 链状硅酸盐类 云母和白土 (sheet) - 片状硅酸盐类 长石 (framework) - 架状硅酸盐类 石英 (SiO2 framework) - 架状硅酸盐类

一、二氧化硅和硅酸

二、硅酸盐

（1）性质特征：性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。

（2）主要原料：黏土（Al2O3•2SiO2•2H2O）、石英（SiO2）和长石（钾长石K2O•Al2O3•6SiO2或钠长石Na2O•Al2O3•6SiO2）。

（3）主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等。

（4）水泥和玻璃的生产：

水泥 玻璃（普通）

原料 石灰石、粘土 纯碱、石灰石、石英

设备 水泥回转窑 玻璃熔炉

反应 复杂的物理化学变化 Na¬2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑

CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑

主要成分 3CaO•SiO2

2CaO• SiO2

3CaO•Al2O3

Na2O•CaO• 6SiO2

特性 水硬性

（加石膏调节硬化速度） 玻璃态物质（在一定温度范围内软化）

非晶体

三、硅单质

（1）物理性质：

a.硅的存在和形态：自然界中没有游离态的硅，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。

b.晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。

c.导电性：介于导体和绝缘体之间（硅和锗是重要的半导体材料）。

（2）化学性质（和碳相似）——形成共价化合物，化学性质不活泼。

①常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（HF）和烧碱等物质反应。

Si + 2F2 == SiF4Si +4HF==SiF4 +H2↑

Si + 2NaOH+ H2O==Na2SiO3+2H2↑

②加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。

Si + O2 SiO2

Si + 2H2 SiH4

（3）工业制法：

SiO2 + 2C Si + 2CO↑（焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）

粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。

（3）用途：

①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等；

②制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯；

含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。

注意：SiO2与CO2的比较

CO2 SiO2

与碱性氧化物反应 CaO+CO2 CaCO3

CaO+SiO2 CaSiO3

与碱液反应 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H¬2O

与盐反应 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓

NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 2Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑

与碳反应 C+CO2 2CO

2C+SiO2 Si+2CO↑

与H2O作用 CO2+H2O H2CO3

不与水化合

与酸反应 不反应 只与HF反应

SiO2+4HF=SiF4↑+H2O

一、活泼的黄绿色气体——氯气

1．氯气的物理性质

（1）氯气是黄绿色的气体。氯气的密度比空气大。能溶于水。

（2）有刺激性气味的气体。氯气有毒。

（闻气体方法：用手轻轻在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。）

2．预测氯气的化学性质并用实验证实之。

氧气、氢气等都是非金属单质，由此推测：非金属一般都能跟金属反应生成盐，非金属单质间也能发生化学反应。

（1）氯气与金属的反应

2Fe+3Cl2 2FeCl3（Fe丝在氯气中燃烧，产生棕黄色烟）

Cu+Cl2 CuCl2（Cu丝在氯气中燃烧，产生棕色烟，溶于水后，溶液呈蓝绿色）

2Na+Cl2 2NaCl（产生大量白烟）

（2）氯气与非金属的反应

H2+Cl2 2HCl（H2在Cl2中能安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾）

2P+3Cl2 2PCl3（在空气中形成白雾）；2P+5Cl2 2PCl5（在空气中形成白烟）

（3）氯气与水的反应

Cl2+H2O==HCl+HClO（次氯酸）

氯气溶于水，在该溶液中：

①滴加酚酞溶液呈红色，说明生成了酸（H+）；

②加入镁条，可观察到镁条表面有少量气泡产生，说明产生了酸（H+）；

③放入红纸条，红色褪去，说明产生了一种具有漂白性的物质（HClO）。

④滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明溶液中产生了Cl-。

次氯酸不稳定，见光易分解：2HClO 2HCl+O2↑

（4）氯气与碱的反应

工业上制漂粉精：Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O

工业上制漂白粉：2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

（漂白粉的主要成分为：CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分为：Ca(ClO)2）

次氯酸盐跟稀酸或空气里的二氧化碳和水反应，生成次氯酸，起到漂白和消毒的作用。

NaClO+HCl==NaCl+HClO或NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO

Ca(ClO)2+2HCl==CaCl2+2HClO或Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO

二、氯离子（Cl-）的检验

(1)常见阴离子的特性及检验

离子 检验试剂 主要实验现象 离子方程式及说明

Cl－ AgNO3溶液，稀硝酸 生成的白色沉淀不溶于稀HNO3 Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)

SO

可溶性钡盐溶液，稀盐酸 生成不溶于稀HCl的白色沉淀 Ba2＋＋SO ===BaSO4↓(白色)

CO

①BaCl2溶液、稀盐酸

②盐酸、石灰水 ①生成的白色沉淀能溶于稀HCl

②生成能使石灰水变浑浊的无色气体 ①Ba2＋＋CO ===BaCO3↓(白色)

BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O

②CO ＋2H＋===CO2↑＋H2O

Ca(OH)2＋CO2===H2O＋CaCO3↓(白色)

OH－ ①无色酚酞试液

②紫色石蕊溶液

③甲基橙溶液

④pH试纸 ①变红色

②变蓝色

③变黄色

④显蓝至深蓝色 OH－表现碱性

(2)常见阳离子的特性及检验

离子 检验试剂 主要实验现象 离子方程式及说明

Ba2＋ 硫酸或硫酸盐溶液，稀硝酸 加SO 生成白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶解 Ba2＋＋SO ===BaSO4↓(白色)

Mg2＋ NaOH溶液 生成白色沉淀，当NaOH过量时沉淀不溶解 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(白色)

Al3＋ NaOH溶液

氨水 加氨水或适量NaOH溶液，有絮状白色沉淀生成，沉淀能溶于NaOH溶液，不溶于氨水 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(白色)

Al(OH)3＋OH－===AlO ＋2H2O

Fe3＋(黄色) ①NaOH溶液

②KSCN溶液 ①生成红褐色沉淀

②溶液呈血红色 ①Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)

②Fe3＋＋SCN－===〔Fe(SCN)〕2＋(血红色)

Fe2＋(淡绿色) ①NaOH溶液

②KSCN溶液，

氯水 ①生成白色沉淀，在空气中迅速变灰绿色，最后变成红褐色

②无明显现象，加氯水呈血红色 ①Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O==4Fe(OH)3↓

(红褐色)

②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

Fe3＋＋SCN－===〔Fe(SCN)〕2＋

H＋ ①紫色石蕊溶液

②橙色甲基橙溶液

③锌片

④pH试纸 ①变红色

②变红色

③生成无色气体

④变红色 H＋表现酸性

③Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑

Ag＋ ①盐酸或氯化物溶液，稀硝酸

②NaOH溶液 ①生成白色沉淀，此沉淀不溶于稀硝酸，溶于氨水

②生成白色沉淀，迅速转变成棕色，此沉淀溶于氨水，形成无色溶液 ①Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)

AgCl＋2NH3•H2O==〔Ag(NH3)2〕＋＋Cl－＋2H2O

②Ag＋＋OH－===AgOH↓(白色)

2AgOH===H2O＋Ag2O(棕色)

AgOH＋2NH3•H2O=〔Ag(NH3)2〕＋＋OH－＋2H2O

注意：（1）辨清液氯和氯水的区别：

液氯：氯气在加压或冷却时变成液氯，液氯是纯净物，由Cl2分子组成，具有Cl2的化学性质；

氯水：即氯气的水溶液，属于混合物。氯气不但能溶于水，还能与水反应，氯水中的溶质有Cl2、HCl和HClO，因此氯水兼有Cl2、HCl、HClO的性质。氯水中含有的粒子包括：分子：Cl2（未反应）、H2O、HClO；离子：H+、Cl-、ClO-（HClO为弱电解质，要发生部分电离）、OH-（水电离产生的，极少量）。久置的氯水，因为HClO分解，可视为稀盐酸。

（2）干燥的氯气没有漂白性，潮湿的氯气有漂白性，这是因为Cl2与H2O反应生成的次氯酸（HClO）具有漂白性。事实上，次氯酸盐也都具有漂白性。

一、二氧化硫

（1）物理性质：无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水(1：40)，是大气的主要污染物，来源于含硫燃料(如煤)的燃烧。

（2）化学性质

①酸性氧化物通性：

SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O

SO2+H2O=H2SO3(可逆反应，H2SO3为中强酸)

SO2+CaO=CaSO3(煤中加生石灰防大气污染)

SO2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2

②氧化性：SO2+2H2S=3S↓+2H2O

③还原性：2SO2+O2=2SO3(工业制H2SO4)

SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX (X2包括Cl2、Br2、I2)

2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+

SO2使KMnO4(H+)、Br2水，褪色也是SO2还原性表现，不是漂白性。

④SO2的漂白性→SO2与某些有色物质(如品红)结合生成不稳定的无色化合物。加热又恢复原来的颜色。

二、二氧化氮和一氧化氮

放电化合：N2 +O2 2NO（无色，有毒，与血红蛋白结合）

NO易被氧化：2 NO + O2 == 2 NO2（红棕色，有毒，刺激呼吸器官）

NO2易溶于水：3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO（NO2不是HNO3的酸酐）

NO、NO2是大气污染物，NO2能造成光化学烟雾。

三、SO2和NO2对大气的污染

酸雨及其防治：

（1）成因：含硫化石燃料的燃烧以及化工厂排放出的尾气中含有二氧化硫，在氧气和水蒸气的共同作用下，形成酸雾，随雨水降落就成为酸雨。

（2）危害：使湖泊的水质变酸，导致水生生物死亡；酸雨浸渍土壤、会使土壤变得贫瘠；长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；酸雨危害人体健康。

（3）防止方法：①从实际情况出发，对酸性物质的排放加以控制；②改变能源结构，开发利用新能源，从根本上解决问题。

注意：SO2也有漂白性，注意与氯水的漂白性的区别

SO2 氯水（Cl2通入水溶液中）

漂白原因 SO2能与某些有色物结合成不稳定无色物 Cl2与H2O反应生成HClO具有强氧化性，将有色物氧化成无色物

漂白效果 不稳定，加热能复原 稳定

漂白范围 某些有机色质 绝大多数有机色质

与有机色质

作用实例

品红褪色 红色

紫色石蕊红色

品红褪色 不显红色

紫色石蕊 先变红随即褪色

混合作用 SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl漂白作用大大减弱

要点精讲

一、硫酸和硝酸的氧化性

（一）硫酸

1.硫酸的物理性质：

纯硫酸是无色油状液体，难挥发，易吸水，能与水任意比互溶，溶于水放出大量热。

2.硫酸的化学性质：

1）稀硫酸具有酸的通性。 ①能与活泼金属反应生成盐和氢气；

②能与金属氧化物反应生成盐和水；

③能和碱反应生成盐和水；

④能使酸碱指示剂变色；

⑤能和某些盐反应。

2）浓硫酸的特性： ①吸水性：将物质中含有的水分子夺去。

如：使蓝色的胆矾晶体变为白色固体。

②脱水性：将别的物质中的H、O按原子个数比2:1脱出生成水。

如：

HCOOH CO + H2O

C12H22O11 12C + 11H2O

③强氧化性： a) 活泼性在H以后的金属反应：（条件：Δ）

Cu + 2H2SO4(浓）== CuSO4¬ + SO2 ↑ +2H2¬O

b) 与非金属反应：（条件：Δ）

C + 2H2SO4(浓）== CO2 ↑+ 2SO2↑ + 2H2O

c) 冷的浓H2SO4使Fe、Cr、Al等金属表面生成

一层致密的氧化物薄膜而发生“钝化”；

d) 与其他还原性物质反应：

2HBr + H2SO4(浓）== Br2 + SO2↑ + 2H2O

H2S + H2SO4(浓）== S + SO2↑ + 2H2O

“黑面包实验”中，硫酸体现出的性质：脱水性（使蔗糖炭化）、强氧化性（有刺激性气味气体产生）。

（二）硝酸

1．物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。

2．化学性质——特性

（1）不稳定性——保存硝酸装在棕色瓶，放在冷暗处。

4HNO3 2H2O + 4NO2 + O2

（2）强氧化性

①与金属（除Au、Pt）反应：

Cu +4HNO3（浓）==Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O

3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

常温下，浓硝酸、浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，保护内部的金属不再跟硝酸反应，所以可以用铝质或铁质容器盛浓硝酸。

②与非金属反应——非金属主要生成高价的含氧酸

4HNO3 +C 2H2O + 4NO2 + CO2

6HNO3 + S H2SO4 + 6NO2 +2H2O

二、氨

1．氨

（1）物理性质：无色、有刺激性气味气体；易液化，液氨作致冷剂；极易溶于水（1:700）。

（2）化学性质：

①与水的反应：

NH3 +H2O NH3•H2O NH4+ + OH-（一水合氨的水溶液即氨水，显弱碱性）

NH3•H2O NH3 + H2O（一水合氨不稳定）

②与酸的反应：

NH3 + HCl ==NH4Cl；2NH3 + H2SO4 == (NH4)2SO4

③与O2的反应——氨的催化氧化（接触氧化）

4NH3 + 5O2 4NO +6 H2O

2．铵态氮肥——铵盐

（1）物理性质：铵盐都是晶体，都易溶于水。

（2）化学性质：

①受热分解：

NH4Cl NH3 + HCl；

NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2

②与碱的反应：制NH3和检验NH4+

(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3+2H2O

NH4NO3 + NaOH NaNO3+ NH3+H2O

2NH4Cl+Ca(OH)2 NH3↑+CaCl2+2H2O（实验室制取氨气的反应原理）

③NH4+的检验方法：加浓碱液，加热，放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。

NH4++OH- NH3↑+H2O

注意： （1）①硝酸与任何金属反应无H2生成；②常温下，Fe、Al遇浓硝酸钝化，但在加热条件下，Fe、Al能溶解在硝酸中；③除Au、Pt外，硝酸能溶解大部分金属。

（2）比较浓H2SO4与硝酸的氧化性，例如：与Cu反应的条件，浓度对氧化性的影响(稀HNO3能与Cu反应而稀H2SO4不能)。同时指出，尽管HNO3浓度越稀，被还原程度愈大，但浓HNO3的氧化性比稀HNO3的要强，因为氧化性强弱是指氧化其他物质的能力，而不是指本身被还原的程度，即不能以还原产物中氮的价态作衡量氧化性强弱的标准。

硅是自然界中分布很广的一种元素，在地壳中，它的含量仅次于氧,居第二位。在自然界中，没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅，如二氧化硅、硅酸盐等。这些化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。

硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体（见元素硅大晶体图），它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。晶体硅还有一个重要的性质，就是它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。

我们知道，碳在常温下化学性质很稳定，在高温时能跟氧气等物质反应。硅作为碳的同族元素，它的化学性质又怎样呢？

讨论2 根据所学的碳以及元素周期律的知识，归纳出一些硅的化学性质。

硅元素原子的最外电子层的电子数目与碳元素原子的最外电子层中的电子数目相同，都有4个电子，所以，硅的许多化学性质跟碳相似。在常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。在加热条件下，硅能跟一些非金属反应。例如，加热时，研细的硅能在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热。

Si＋O2 SiO2

硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛。作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。此外，硅的合金用途也很广，如含硅4％（质量分数）的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；含硅15％（质量分数）左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备等。

由于自然界没有单质硅存在，因此，我们使用的硅,都是从它的化合物中提取的。在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含有少量杂质的粗硅。

SiO2＋2C Si＋2CO↑

将粗硅提纯后，可以得到用作半导体材料的高纯硅。

二．二氧化硅

二氧化硅是硅的氧化物，它广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。

二氧化硅的化学性质不活泼，不与水反应，也不与酸（氢氟酸除外）反应，但能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。例如，

SiO2＋CaO CaSiO3

SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O

讨论3 为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？

二氧化硅是酸性氧化物，它对应的水化物是硅酸（H2SiO3）。硅酸不能由二氧化硅直接制得，只能通过可溶性硅酸盐与酸反应制取。硅酸不溶于水,是一种弱酸，它的酸性比碳酸还要弱。

二氧化硅的用途很广，目前已被使用的高性能通讯材料光导纤维的主要原料就是二氧化硅。

石英的主要成分也是二氧化硅，较纯净的石英可用来制造石英玻璃，我们在实验室中使用的一些耐高温的化学仪器，就是用石英玻璃制成的。利用石英制造的石英电子表、石英钟等也非常受人们的喜爱。

透明的石英晶体，就是我们常说的水晶（如下图）。水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制成高级工艺品和眼镜片等。

三．硅酸盐

硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的5％。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。例如，

硅酸钠 Na2SiO3(Na2O·SiO2)

高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4(Al2O3·2SiO2·2H2O)

硅酸钠是一种最常见的硅酸盐，它的水溶液俗称水玻璃。水玻璃是无色粘稠的液体，是一种矿物胶，可用作建筑上的粘合剂。硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀，可用作防腐剂，木材、纺织品等浸过水玻璃后，不但能防腐而且不易着火。

粘土的主要成分是硅酸盐。粘土的种类很多，常见的有高岭土和一般粘土。粘土是制造陶瓷器的主要原料。

阅读 二氧化硅粉尘的危害

二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途，但有时也会对人体造成危害。如果人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（因硅旧称为矽，因此硅肺旧称为矽肺）。硅肺是一种职业病，它的发生及严重程度，取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量，以及与人的接触时间长短等。长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方，如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。因此，在这些粉尘较多的工作场所，应采取严格的劳动保护措施，采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量，以保证工作人员的身体健康。

家庭小实验

在水槽或大玻璃容器的底部铺一层洗净的细沙（约1 cm厚），再放置一块形状像假山的石头或炉渣。向容器中注入过滤后的质量分数为 20％的

Na2SiO3溶液(约占容器体积的3/4)，用玻璃棒将底部的沙子摊平。静置，待液面停止晃动后，用镊子分别将各种盐的固体(红豆粒大小)，如CuSO4、

MnCl2、CaCl2、CoCl2（氯化钴）等，投入槽底细沙的不同位置。不久，可以看到，在投入了盐的地方，有晶体慢慢从水底的细沙中向上“生长”。几小时后，就能长成各种颜色的“水草”，形成美丽的“水中花园”。

（见上图）

第二节 硅酸盐工业简介

在我们的日常生活中，经常接触到一些硅酸盐材料，如使用的碗碟、居住的房屋等。硅酸盐材料是以含硅物质为原料经加热制成的。这一制造工业叫做硅酸盐工业，如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业。硅酸盐工业在国民经济中占有很重要的地位。

1．水泥

水泥是非常重要的建筑材料，高楼大厦和各种建筑工程都离不开它。水泥具有水硬性，跟水掺和搅拌后很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良特性，因此被用作建筑材料。又由于它在水中也能硬化，因此也是水下工程必不可少的材料。

以粘土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥。

普通水泥的主要成分是硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙、（2CaO·SiO2）和铝酸三钙（3CaO·Al2O3）等。

水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆，是建筑用粘合剂，可把砖、石等粘结起来。

水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。混凝土常用钢筋做结构，这就是我们常说的钢筋混凝土结构。钢筋混凝土的强度大，常用来建造高楼大厦、桥梁等高大的建筑。

解放前，我国使用的水泥主要依赖进口。新中国成立以后，水泥工业有了迅速的发展，目前，我国的水泥产量已跃居世界前列。

资料 水泥的标号

水泥在空气中硬固后，具有抗压强度，以kg／cm2来计算。把水泥与沙子以1∶2．5的比率混合制成砂浆试样，此试样在水中养护28天时所具有的抗压强度数值，被称为水泥的标号。例如，1份水泥与2．5份沙子混合制成的砂浆试样，在水中硬固28天后，测得其抗压强度为425 kg／cm2，此水泥的标号就为425。水泥的标号越大，其性能越好。常用的硅酸盐水泥有325号、425号、525号和625号，一些高强度水泥，其标号可达1000以上。

2．玻璃

玻璃是我们每天都可以见到的一种硅酸盐制品。

窗玻璃就是最常见的玻璃，这种玻璃被称为普通玻璃。制造普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英。生产时，把原料粉碎，按适当的比率混合后，放入玻璃窑中加强热。原料熔融后发生了较复杂的物理变化和化学变化，其中的主要反应是：

Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑

CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2↑

在制造玻璃的过程中，如果加入某些金属氧化物，还可以制成有色玻璃。例如，加入Co2O3（氧化钴）后的玻璃呈蓝色，加入Cu2O后的玻璃呈红色。我们看到的普通玻璃，一般都呈淡绿色，这是因为原料中混有二价铁的缘故。

玻璃的种类很多，除上面所介绍的普通玻璃外，还有其他一些玻璃，如石英玻璃、光学玻璃，等等。