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    水玻璃 :Na2SiO3 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    硅酸钠是硅酸盐的代表物，教材中设计实验探究了硅酸钠与酸的反应和硅酸钠的防火性．在教材实验的基础上，我们适当拓展，整合实验验证硅酸钠的性质．

    [实验目的]探究硅酸钠的性质

    [实验原理]硅酸钠可以与酸反应

    [实验仪器]试管、胶头滴管、分液漏斗、导管、洗气瓶、烧杯、滤纸、激光笔、玻璃片、表面器皿等

    [选用药品]饱和硅酸钠溶液、1 mol/L盐酸、石灰石、饱和碳酸氢钠溶液、酚酞溶液、蒸馏水、氯化钙溶液、饱和碳酸钠溶液等

    [实验步骤](1)按下图所示安装实验装置．

    (2)检验装置气密性：在B、C、D中装入适量蒸馏水，浸没导管口，关闭分液漏斗的活塞，用酒精灯微热烧瓶，若观察到B、C、D的导管口都产生气泡，停止微热，D烧杯中的导管形成一段水柱，表明装置的气密性良好．

    (3)装入药品进行实验．观察现象并填写下表：

    酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3．

    (4)在另一只烧杯E中装入饱和硅酸钠溶液，与D烧杯做对照实验：在暗处，用激光笔照射D、E烧杯里的液体，观察现象．

    现象及结论：可以观察到D烧杯的液体发生了丁达尔现象，说明生成的硅酸在水中形成的是胶体．

    (5)取甲、乙两支试管，分别装入相同体积的饱和硅酸钠溶液，甲中加入几滴盐酸、乙中加入几滴氯化钙溶液，观察现象．然后分别加入足量的氢氧化钠溶液，再观察现象．

    现象及结论：甲中出现白色沉淀，后白色沉淀溶解；乙中也出现白色沉淀，但沉淀不溶解．有关的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl2NaCl＋H2SiO3(胶体)＋2NaCl，H2SiO3＋2NaOHNa2SiO3＋2H2O，Na2SiO3＋CaCl2CaSiO3↓＋2NaCl．

    (6)取两块玻璃片，在一块玻璃片上滴几滴饱和硅酸钠溶液，将另一块玻璃片盖在上面，片刻后，移动玻璃片，观察现象．

    现象：两块玻璃片粘在一起，不能移动．

    (7)取三张分别被蒸馏水、饱和硅酸钠溶液、饱和碳酸钠溶液充分浸泡过的滤纸(分别记为A、B、C)，取出稍沥干(不再滴液)后同时分别放在酒精灯火焰上点燃，观察现象．

    [实验结论]根据上述实验说明硅酸钠可以溶于水，它的水溶液呈碱性且具有粘合性、防火性；硅酸钠与碳酸、盐酸等酸反应会生成硅酸，硅酸是弱酸，难溶于水，在水中可以形成胶体．硅酸钙难溶于水．

    [问题与讨论](1)如果拆掉上述实验装置B，能否证明碳酸的酸性比硅酸的强？

    (2)硅酸钠溶液为什么俗称“泡花碱”？

    (3)设计一个简单的实验探究硅酸钠、碳酸钠溶液的碱性强弱．简述实验步骤、现象、结论．

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    清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一，硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质（如某些有机物，无机盐，金属、Si、SiO2粉尘等）。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物，通常用一定浓度的HF溶液，室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面，增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH、Na2SiO3等混合溶液在75～90℃反应25～35 min，效果良好。回答下列问题

    Ⅰ.（1）写出晶片制绒反应的离子方程式               ，对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型，他指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH一反应，生成SiO44一，然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为                   。

    （2）本校化学兴趣小组同学，为验证Seidel的理论是否正确，完成以下实验：

     

    实验事实

    事实一

    水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。

    事实二

    盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。

    事实三

    普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。

    事实四

    在野外环境里，用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH，点着后焖烧，可剧烈放出H2。

    事实五

    1g（0.036mo1）Si和20mL含有lgNaOH（0.025mol）的溶液，小心加热（稍微预热），收集到约1700mL H2，很接近理论值（1600mL）。

    结论：从实验上说明碱性水溶液条件下，H2O可作                剂；NaOH作_____             剂，降低反应             。高温无水环境下，NaOH作               剂。

    Ⅱ.在工业中利用镁制取硅：2Mg＋SiO22MgO＋Si，同时有副反应发生：2Mg＋SiMg2Si，Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷)，SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置：

    由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用________(填序号)。        a．石灰石　　　b．锌粒　　　c．纯碱

    （4）实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是______________________________，当反应开始后，移走酒精灯反应能继续进行，其原因是___________________________。

    （5）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸。可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为_______________________________________。

     

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    清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一，硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质（如某些有机物，无机盐，金属、Si、SiO2粉尘等）。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物，通常用一定浓度的HF溶液，室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面，增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH、Na2SiO3等混合溶液在75～90℃反应25～35 min，效果良好。回答下列问题
    Ⅰ.（1）写出晶片制绒反应的离子方程式              ，对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型，他指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH一反应，生成SiO44一，然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为                  。
    （2）本校化学兴趣小组同学，为验证Seidel的理论是否正确，完成以下实验：

     
    		实验事实
    事实一
    		水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。
    事实二
    		盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。
    事实三
    		普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。
    事实四
    		在野外环境里，用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH，点着后焖烧，可剧烈放出H2。
    事实五
    		1g（0.036mo1）Si和20mL含有lgNaOH（0.025mol）的溶液，小心加热（稍微预热），收集到约1700mL H2，很接近理论值（1600mL）。
    结论：从实验上说明碱性水溶液条件下，H2O可作               剂；NaOH作_____            剂，降低反应            。高温无水环境下，NaOH作              剂。
    Ⅱ.在工业中利用镁制取硅：2Mg＋SiO22MgO＋Si，同时有副反应发生：2Mg＋SiMg2Si，Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷)，SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置：

    由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用________(填序号)。        a．石灰石　　　b．锌粒　　　c．纯碱
    （4）实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是______________________________，当反应开始后，移走酒精灯反应能继续进行，其原因是___________________________。
    （5）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸。可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为_______________________________________。

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