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

二氧化硅的物理性质和化学性质：

(1)物理性质：无色透明或白色粉末，原子晶体，熔沸点都很高，坚硬难熔，不溶于水，天然的二氧化硅俗称硅石，是构成岩石的成分之一。
(2)化学性质：不活泼
①不与水反应，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。
(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。
②具有酸性氧化物的性质，能跟碱性氧化物或强碱反应。
(实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)

(制玻璃)
③具有弱氧化性

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.

二氧化硅的用途：

①光导纤维的主要原料
②石英的主要成分是SiO₂，纯净的石英可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物，它们以溶解状态存在于石英中，呈各种颜色。纯净的SiO₂晶体叫做水晶，它是六方柱状的透明晶体，是较贵重的宝石。 水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制造高级工艺品和眼镜片。
③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体，可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品。 

氯水的成分：

新制氯水中存在的分子有盐酸（HCl)、次氯酸（HClO)，水（H₂O)、还有氯气

氯水的性质：

新制氯水呈黄绿色、有刺激性气味，属于混合物，其所含的多种微粒使氯水的化学性质表现出多重性。
①氯水的Cl₂氧化性，只表现氯水的氧化性
A. 在某些含非金属阴离子的溶液中加氯水。

氯水滴加溶液	反应方程式	实验现象
KI溶液	2KI+Cl2==2KCl+I2	溶液由无色变橙黄色
NaBr溶液	2NaBr+Cl2==NaCl+Br2	溶液由无色变橙色
K2S溶液	K2S+Cl2==2KCl+S↓	溶液变浑浊
Na2SO3溶液	Na2SO3+Cl2+H2O==Na2SO4+2HCl	氯水颜色褪去

B. 在某些含有较强还原性阳离子的溶液中滴加氯水。如：在FeCl₂溶液中滴加氯水，溶液由浅绿色变成棕黄色，是由于Cl₂将Fe²⁺氧化Fe³⁺的缘故。2FeCl₂+Cl₂==2FeCl₃
C. 某些强还原性的气体通入氯水中，氯气将其氧化。

通入的气体	化学方程式	实验现象
H2S	H2S+Cl2==2HCl+S↓	溶液出现浑浊
HBr	2HBr+Cl2==2HCl+Br2	溶液由浅黄绿色变橙色
HI	2HI+Cl2==2HCl+I2	溶液由浅黄色变橙黄色
SO2	SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl	溶液浅黄色褪去

②氯水中的盐酸和次氯酸起作用。
A. 新制氯水滴入NaOH溶液等强碱溶液中，氯水褪色：

B. 新制氯水中滴加紫色石蕊试液时，溶液先变红色，后褪色，是盐酸的强酸性和次氯酸的强氧化性共同作用的结果。 ③氯水中次氯酸的强氧化性。
新制氯水起漂白作用时，是由于HClO的强氧化性将色素氧化使之褪色的结果，也是Cl₂的漂白、杀菌、消毒作用必须有水存在的根本原因。
④氯水中盐酸的强酸性。
在AgNO₃溶液中滴加适量的氯水，有白色沉淀生成。是氯水中的HCl与AgNO₃作用的结果。
⑤氯水中盐酸的强酸性和氯气的强氧化性共同起作用。
向氯水中加镁粉、铝粉等活泼金属时，可观察到氯水颜色褪去且有气泡冒出，氯水中的Cl₂和HCl与镁、铝共同作用的结果。

有关氯水问题的分析方法：

 1．氯水性质的多样性
氯气溶于水形成的溶液叫氯水，新制的氯水呈浅黄绿色，有刺激性气味。氯水中存在三个平衡：，，。所以，在氯水中存在三种分子：Cl₂、 H₂O、HClO；四种离子：H⁺、Cl^-、ClO^-及少量OH^-。由于在光照条件下HClO可分解，故久置的氯水为盐酸。
(1)氯水的性质氯水在与不同物质发生反应时，表现出成分的复杂性和性质的多样性。

说明：
①氯水通常现用现制，可短时间密封保存于棕色试剂瓶中(见光或受热易分解的物质均保存在棕色试剂瓶中)；
②Cl：使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后褪色。
(2)新制氯水、久置氯水、液氯的区别

外界因素对平衡的影响:

卤离子的检验方法：

1.银盐法：

特别提醒：加入稀HNO₃的目的是防止CO₃^2-、 PO₄^3-等离子的干扰。有关反应为：

2．置换一萃取法

3．置换一淀粉法检验I^-

蛋白质：

相对分子质量在10000以上的，并具有一定空间结构的多肽，称为蛋白质。
组成：蛋白质是南C、H、O、N、S等元素组成的结构复杂的化合物。

蛋白质的性质：

(1)两性
由于形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸分子脱水形成的，在多肽链的两端必有一NH2和一COOH，因此蛋白质既能与酸反应，又能与碱反应，表现为两性。
(2)水解
反应蛋白质在酸、碱或酶的作用下，水解生成相对分子质量较小的肽类化合物，最终逐步水解得到各种氨基酸。
(3)盐析
向蛋白质溶液巾加入某些无机盐(如硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等)达到一定浓度时，会使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用称为盐析。
注意：盐析只改变蛋白质的溶解度，没有改变它的化学性质，析出的蛋白质还能溶于水，故盐析是可逆的过程。
(4)变性
在某些物理因素(如加热、加压、搅拌、紫外线照射和超声波等)或化学因素(如强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、甲醛、乙醇和丙酮等)的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性。
注意：蛋白质的变性是一个不可逆过程，变性后的蛋白质在水中不能重新溶解，同时也会失去原有的生理活性。
(5)蛋白质的颜色反应
蛋白质可以与许多试剂发生颜色反应，如硝酸可以使含有苯环结构的蛋白质变黄，这是含苯环的蛋白质的特征反应，常用来鉴别部分蛋白质。在使用浓硝酸时，不慎将浓硝酸溅在皮肤上而使皮肤发黄，就是蛋白质发生颜色反应的结果。
(6)蛋白质的灼烧
蛋白质在灼烧时产生烧焦羽毛的气味，可以据此鉴别真丝和人造丝。

能够发生水解反应的物质归纳：

1．盐类水解
(1)强酸弱碱盐水解呈酸性，如CuSO4、NH4NO3、 FeCl3、Al2(SO4)3等。
(2)强碱弱酸盐水解呈碱性，如KF、Na2CO3、 K2SiO3、NaAlO2等。
2．氮化镁的水解

3．碳化钙的水解

4．卤代烃的水解卤代烃水解生成醇，如

5．酯的水解

6．糖类水解糖类水解的最终产物是单糖，如

7．蛋白质的水解蛋白质水解的最终产物足多种氨基酸，肽键的断裂如下图所示：

油脂：

1．概念：
油和脂肪统称为油脂，在化学成分上都是高级脂肪酸甘油酯，属于酯类。
2．油脂的组成和结构：
油脂在化学组成上都是由三分子高级脂肪酸和一分子丙三醇(甘油)脱水形成的酯，称为甘油三酯。
油脂的结构可表示为
在油脂结构中，代表高级脂肪酸的烃基，可以相同，也可以不相同。

油脂的性质：

1、物理性质：纯净的油脂无色、无味，密度比水小，难溶于水，易溶于汽油、乙醚和氯仿等有机溶剂，它的黏度较大，没有恒定的熔沸点。
2、化学性质：
①水解反应
a．在有酸(酶)存在时，油脂水解生成甘油和相应的高级脂肪酸。
 
b．在有碱存在时，油脂水解生成甘油和相应的高级脂肪酸盐。油脂在碱性溶液中的水解反应又称为皂化反应。

②油脂的氢化
不饱和程度较高、熔点较低的液态油，通过催化加氢，可提高饱和度，转变成半固态的脂肪。由液态的油转变为半周态的脂肪的过程称为油脂的氢化，也称油脂的硬化，如油酸甘油酯通过氢化反应转变为硬脂酸甘油酯：

金属的冶炼：

(1)把金属从化合态变为游离态。常用冶炼法：用碳一氧化碳氢气等还原剂与金属氧化物在高温下反应。
(2)冶炼的原理
①还原法：金属氧化物（与还原剂共热）－－→游离态金属
②置换法：金属盐溶液（加入活泼金属）－－→游离态金属
③火法冶炼（Pyrometallurgy）又称为干式冶金，把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温，熔化为液体，生成所需的化学反应，从而分离出粗金属，然后再将粗金属精炼。
④湿式冶金（Hydrometallurgy）　湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液，以化学方法从矿石中提取所需金属组分，然后用水溶液电解等各种方法制取金属。此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。现在世界上有75％的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴，锆-铪，钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离，取得显著的效果。
(3)常见金属冶炼：
①汞：热分解法：2HgO2Hg+O₂(气体)
②铜：置换法：CuSO₄+Fe==Cu+FeSO₄（又叫湿法炼铜）
③铝：电解法：2Al₂O₃4Al+3O₂(注意不能用AlCl₃,因为AlCl₃不是离子化合物）
④镁：电解法：MgCl₂(l)Mg(s)+Cl₂(g)↑
⑤钠：电解法：2NaCl2Na+Cl₂↑
⑥钾：原理是高沸点金属制低沸点金属：Na+KCl==K+NaCl(反应条件是高温，真空。）
⑦铁：热还原法：2Fe₂O₃+3C2Fe+3CO₂↑

炼铁和炼钢的比较:

铝的冶炼:

(1)由铝土矿制氧化铝
①将铝土矿中的氧化铝水合物溶解在氢氧化钠溶液中：

②向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳，析出氢氧化铝：

③使氢氧化铝脱水生成氧化铝：
 
(2)电解氧化铝制备铝
电解时，以氧化铝、冰晶石(Na2AlF6)熔融液为电解质，其中也常加入少量的氟化钙等帮助降低熔点；阳极和阴极以碳素材料做成，在电解槽的钢板和阴极碳素材料之间还要放置耐火绝缘材料。
①主要设备——电解槽
 
②电极反应式
阳极反应：
阴极反应：
总反应：