硅：

①元素符号：Si
②原子结构示意图：
③电子式：
④周期表中位置：第三周期ⅣA族
⑤含量与存在：在地壳中的含量为26．3％，仅次于氧，在自然界中只以化合态存在
⑥同素异形体：晶体硅和无定形硅

硅的物理性质和化学性质：

（1）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，具有较高的沸点和熔点，硬度也很大，它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 （2）化学性质：化学性质不活泼
①常温下，除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外，与其他物质不反应

(雕刻玻璃)

②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合


(4)制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：，将制得的粗硅，再与Cl₂反应后，蒸馏出SiCl₄，然后用H₂还原SiCl₄可得到纯硅。有关的反应为：。

碳族元素中碳和硅的一些特殊规律:

1.金刚石和晶体硅都是原子晶体，但金刚石不导电，晶体硅能导电．且金刚石的熔点(大于3550℃)比硅的熔点(1410℃)高；石墨是过渡型晶体或混合型晶体，也能导电。
2.碳和硅都能跟O2反应生成氧化物，碳的两种氧化物CO和CO2在常温下是气体，而硅的氧化物SiO2 在常温下是固体。
3.碳跟碱溶液不反应，而硅跟碱溶液能反应。
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
4．碳在高温时能跟水蒸气反应，而硅不能。
C+H2O(g)CO+H2
5．碳跟氢氟酸不反应，而硅能跟氢氟酸反应。
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
6．碳能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化生成二氧化碳，但硅不能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化。
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3(浓)4NO2↑+2H2O+CO2↑
7．碳和硅都具有还原性，且硅的还原性比碳强，但在高温时碳能把硅从SiO2中还原出来。
2C+SiO2Si+2CO↑
8．碳的氯化物都不能自燃，而SiH4能自燃。
SiH4+2O2==SiO2+2H2O
9．通常情况下，周态CO、CO2都是分子晶体，熔、沸点都很低；而SiO2是原子晶体，熔、沸点较高。
10．CO2溶于水且能跟水反应生成碳酸，SiO2却不能.
11．CO2跟氢氟酸不反应，而SiO2能跟氢氟酸反应.
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
12．CO2跟碱溶液反嘘生成正盐或酸式盐，而SiO2 跟碱溶液反应只生成正盐。
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2+NaOH==NaHCO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
13．在溶液中Na2SiO3可转变为Na2CO3，而在高温条件下Na2CO3又可转变为Na2SiO3。
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑

硅及其化合物的几种反常现象:

1．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si 可从平衡移动的角度理解，由于高温下生成了气态物质CO2它的放出降低了生成物的浓度，有利于应反正向进行，故可发生反应：SiO2+2CSi+2CO↑
2．部分非金属单质能与碱溶液反应，但其中只有 Si与碱反应放出H2 常见的非金属单质与碱溶液的反应有：
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O①
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O②
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑③
在反应①②中，Cl2、S既作氧化剂又作还原剂：在反应③中，Si为还原剂。
3．非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还会产生H2
4．硅酸不能由相应的酸酐与水反应制得制取硅酸的实际过程很复杂，条件不同可得到不同的产物，通常包括原硅酸(H2SiO4)及其脱水得到的一系列酸。原硅酸经两步脱水变为SiO2，SiO2是硅酸的酸酐，是一种不溶于水的同体，不能直接用它制备硅酸，用SiO2制取硅酸时，可先将SiO2溶于烧碱中，再向溶液中加入足量的盐酸或通入过量的CO2，析出的胶状物就是原硅酸，将原硅酸在空气中脱水即得硅酸，反应原理可理解为：
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓
H4SiO4==H2SiO3+H2O
5．非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔沸点却很高非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体。分子晶体中分子以分子问作用力相结合，而分子间作用力很弱，破坏它使晶体变为液体或气体比较容易；而在SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相结合，形成硅氧四面体，在每个硅氧四面体结构单元中Si—O 键的键能很高，同时硅氧四面体结构单元可通过共用顶角氧原子连成立体网状结构，所以要使它熔融，必须消耗更多的能量，因此SiO2的熔沸点很高。
6．SiO2是酸性氧化物却能跟HF作用
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O，此反应并不是因为HF的酸性，而是因为为常温下SiF4为气态物质，有利于反应正向进行，这是SiO2的突出特性，当然也是HF 的特性。
7．H2CO3的酸性强于H2SiO3。但却能发生如下反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
强酸制备弱酸作为判断反应方向的依据，只适用于水溶液体系，而在非水溶液的条件下不一定适用，在高温下能发生反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+ CO2↑的原因是H2SiO3难挥发，H2CO3易挥发，这符合高沸点物质制低沸点物质的反应规律，与此反应类似的还有：
2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
上述两反应并不是由于H2SO4的强酸性，而是由于H2SO4为高沸点酸，HCl、HNO3为低沸点酸。

硅的用途：

高纯硅可作半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制造太阳能电池。硅的合金用途也很广，如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器的铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备。

二氧化硅：

①化学式SiO2
②相对分子质量：60
③类别：酸性氧化物
④晶体类型：原子晶体
⑥晶体中粒子间的作用力：共价键

知识点拨：

二氧化硅晶体的结构若在硅晶体结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体 (SiO₄)为骨架的二氧化硅的结构，如图所示。在二氧化硅晶体里，硅原子和氧原子交替排列，不会出现Si—Si键和O—O键，即每个硅原子与四个氧原子形成四个共价键，每个氧原子与两个硅原子形成共价键，因此，二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1：2，二氧化硅的化学式为SiO₂.

硫酸：

硫酸的分子式：H2SO4；结构式：，H2SO4中硫元素为+6价，处于最 0 高价，具有氧化性，但只有浓H2SO4表现出强氧化性，而稀硫酸、硫酸盐巾的硫元素通常不表现氧化性。

硫酸的物理性质和化学性质：

1.硫酸的物理性质
纯硫酸是无色、黏稠的油状液体，密度大，沸点高，是一种难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水互溶.浓硫酸溶于水时放出大量的热。常见浓硫酸的质量分数为98．3％，其密度为 1.84g·cm^-3，沸点为338℃，物质的量浓度为18．4mol·L^-1.H2SO4的浓度越大，密度越大，若将30％的H2SO4溶液与10％的H2SO4溶液等体积混合，所得溶液的质量分数大于20％。
2.稀硫酸的化学性质
稀硫酸具有酸的通性。
(1)与指示剂作用：能使紫色石蕊试液变红。
(2)与碱发生中和反应

(3)与碱性氧化物或碱性气体反应

(4)与活泼金属发生置换反应

(5)与某些盐溶液反应

4．浓硫酸的特性
(1)吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大。这是因为浓硫酸具有吸水性，实验室里常利用浓硫酸作干燥剂。
浓硫酸不仅可以吸收空气中的水，还可吸收混在气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的部分结晶水。。
浓H2SO4中的H2SO4分子可强烈地吸收游离的水分子形成一系列的硫酸水合物：。这些水合物很稳定，所以浓H2SO4可作某些不与其反应的气体、固体的干燥剂，同时不能暴露在空气中。能够用浓H2SO4干燥的气体有、等酸性或中性气体，而具有还原性的气体和碱性气体NH3则不能用浓H2SO4干燥。另外在酯化反应中，如中，浓H2SO4作催化剂和吸水剂。
(2)脱水性指浓H2SO4将有机物里的氧、氧元素按原子个数比2：1脱去生成水的性质。浓H2SO4从有机物中脱下来的是氢、氧元素的原子，不是水，脱下来的氢、氧元素的原子按2：1的比例结合成H2O；对于分子中所含氢、氧原子个数比为2：l的有机物(如蔗糖、纤维素等)，浓H2SO4可使其炭化变黑，如：

(3)强氧化性常温下，Fe、Al遇浓H2SO4会发生钝化。但热的浓 H2SO4能氧化大多数金属(除金、铂外)、某些非金属单质及一些还原性化合物。如：

在这些氧化还原反应中，浓硫酸的还原产物一般为SO2。

浓、稀硫酸的比较与鉴别：

1．比较

稀硫酸—弱氧化性—可与活泼金属反应，生成H₂—氧化性由H⁺体现。
浓硫酸——强氧化性——加热时可与绝大多数金属和某些非金属反应，通常生成SO2——氧化性由体现。
2．鉴别
从浓H2SO4和稀H2SO4性质的差异人手，可知鉴别浓H2SO4和稀H2SO4的方法有多种。
方法一：取少量蒸馏水，向其中加入少量试样硫酸，如能放出大量热则为浓H2SO4，反之则为稀H2SO4。
方法二：观察状态，浓H2SO4呈黏稠状，而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液。
方法三：用手掂掂分量，因为浓H2SO4的密度较大 (1．84g·cm^-3，相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4，浓H2SO4的质量比稀H2SO4大很多。
方法四：取少量试样，向其中投入铁片，若产生气体，则为稀H2SO4，；若无明显现象(钝化)，则为浓H2SO4。
方法五：用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑 (浓H2SO4的脱水性)者为浓H2SO4，另一种为稀H2SO4。
方法六：取少量试样，分别投入一小块铜片，稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓H2SO4。(浓H2SO4的强氧化性)，无现象的是稀H2SO4.

硫酸的用途及使用：

 (1)用途硫酸是化学工业最黄要的产品之一，它的用途极广(如下图)。
 
①利用其酸性可制磷肥、氮肥，可除锈，可制实用价值较高的硫酸盐等。
②利用其吸水性，在实验室浓H2SO4常用作干燥剂。
③利用其脱水性，浓H2SO4常作精炼石油的脱水剂、有机反应的脱水剂等。
④利用浓H2SO4的高沸点和难挥发性，常用于制取各种挥发性酸。
⑤浓H2SO4常作有机反应的催化剂。
(2)浓硫酸的安全使用
①浓H2SO4的稀释稀释浓硫酸时应特别注意：将浓硫酸沿器壁慢慢地注入水中，并不断搅拌，使产生的热量迅速地扩散出去。切不可把水倒人浓硫酸里。两种液体混合时，要把密度大的加到密度小的液体中，如浓H2SO4、浓HNO₃^-混合酸的配制方法是把浓H2SO4沿器壁慢慢地注入浓HNO3中。
②万一不小心将浓硫酸溅到皮肤上、衣服上或桌面上，应分别怎样处理?
皮肤上：用干布迅速拭去，再用大量水冲洗，最后涂上3％～5％的碳酸氢钠溶液。
衣服上：用大量水冲洗。
桌面上：大量时，用适量。NaHCO3，溶液冲洗，后用水冲洗，再用抹布擦干；少量时用抹布擦即可。

传统无机非金属材料：

硅酸盐产品	水泥	玻璃	陶瓷
主要设备	水泥回转窑	玻璃熔炉
原料	石灰石、石膏和黏土	纯碱、石灰石、石英	黏土
反应原理	复杂的物理，化学变化	Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑	复杂的物理，化学变化
主要成分	2CaO·SiO2 3CaO·SiO2 3CaO·Al2O3	Na2O·CaO·6SiO2
特性	水硬性	非晶体、无固定熔点，在一定温度范围内软化可制成各种形状	抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘
共同特点	①都用含硅的物质作原料 ②反应条件都是高温 ③都发生复杂的物理、化学变化 ④冷却后都生成成分复杂的硅酸盐

几种玻璃的特性和用途：

无机非金属材料：

1．无机非金属材料的分类：
 
2．无机非金属材料的定义：
最初，无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，所以，硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。随着科学和生产技术的发展，以及人们生活的需要，一些具有特殊结构、特殊功能的新材料被相继研制出来，如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等，我们称这些材料为新型无机非金属材料。