水玻璃 :Na2SiO3 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

硅酸鈉是硅酸鹽的代表物，教材中設計實驗探究了硅酸鈉與酸的反應和硅酸鈉的防火性．在教材實驗的基礎上，我們適當拓展，整合實驗驗證硅酸鈉的性質(zhì)．

[實驗目的]探究硅酸鈉的性質(zhì)

[實驗原理]硅酸鈉可以與酸反應

[實驗儀器]試管、膠頭滴管、分液漏斗、導管、洗氣瓶、燒杯、濾紙、激光筆、玻璃片、表面器皿等

[選用藥品]飽和硅酸鈉溶液、1 mol/L鹽酸、石灰石、飽和碳酸氫鈉溶液、酚酞溶液、蒸餾水、氯化鈣溶液、飽和碳酸鈉溶液等

[實驗步驟](1)按下圖所示安裝實驗裝置．

(2)檢驗裝置氣密性：在B、C、D中裝入適量蒸餾水，浸沒導管口，關閉分液漏斗的活塞，用酒精燈微熱燒瓶，若觀察到B、C、D的導管口都產(chǎn)生氣泡，停止微熱，D燒杯中的導管形成一段水柱，表明裝置的氣密性良好．

(3)裝入藥品進行實驗．觀察現(xiàn)象并填寫下表：

酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3．

(4)在另一只燒杯E中裝入飽和硅酸鈉溶液，與D燒杯做對照實驗：在暗處，用激光筆照射D、E燒杯里的液體，觀察現(xiàn)象．

現(xiàn)象及結(jié)論：可以觀察到D燒杯的液體發(fā)生了丁達爾現(xiàn)象，說明生成的硅酸在水中形成的是膠體．

(5)取甲、乙兩支試管，分別裝入相同體積的飽和硅酸鈉溶液，甲中加入幾滴鹽酸、乙中加入幾滴氯化鈣溶液，觀察現(xiàn)象．然后分別加入足量的氫氧化鈉溶液，再觀察現(xiàn)象．

現(xiàn)象及結(jié)論：甲中出現(xiàn)白色沉淀，后白色沉淀溶解；乙中也出現(xiàn)白色沉淀，但沉淀不溶解．有關的化學方程式為Na2SiO3＋2HCl2NaCl＋H2SiO3(膠體)＋2NaCl，H2SiO3＋2NaOHNa2SiO3＋2H2O，Na2SiO3＋CaCl2CaSiO3↓＋2NaCl．

(6)取兩塊玻璃片，在一塊玻璃片上滴幾滴飽和硅酸鈉溶液，將另一塊玻璃片蓋在上面，片刻后，移動玻璃片，觀察現(xiàn)象．

現(xiàn)象：兩塊玻璃片粘在一起，不能移動．

(7)取三張分別被蒸餾水、飽和硅酸鈉溶液、飽和碳酸鈉溶液充分浸泡過的濾紙(分別記為A、B、C)，取出稍瀝干(不再滴液)后同時分別放在酒精燈火焰上點燃，觀察現(xiàn)象．

[實驗結(jié)論]根據(jù)上述實驗說明硅酸鈉可以溶于水，它的水溶液呈堿性且具有粘合性、防火性；硅酸鈉與碳酸、鹽酸等酸反應會生成硅酸，硅酸是弱酸，難溶于水，在水中可以形成膠體．硅酸鈣難溶于水．

[問題與討論](1)如果拆掉上述實驗裝置B，能否證明碳酸的酸性比硅酸的強？

(2)硅酸鈉溶液為什么俗稱“泡花堿”？

(3)設計一個簡單的實驗探究硅酸鈉、碳酸鈉溶液的堿性強弱．簡述實驗步驟、現(xiàn)象、結(jié)論．

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清洗和制絨是硅晶片制作的重要步驟之一，硅片化學清洗的主要目的是除去硅片表面雜質(zhì)（如某些有機物，無機鹽，金屬、Si、SiO2粉塵等）。常用的化學清洗劑有高純水、有機溶劑、雙氧水、濃酸、強堿等。其中去除硅的氧化物，通常用一定濃度的HF溶液，室溫條件下將硅片浸泡1至數(shù)分鐘。制絨是在硅片表面形成金字塔形的絨面，增加硅對太陽光的吸收。單晶制絨通常用NaOH、Na2SiO3等混合溶液在75～90℃反應25～35 min，效果良好�；卮鹣铝袉栴}

Ⅰ.（1）寫出晶片制絨反應的離子方程式               ，對單晶制絨1990年化學家Seidel提出了一種的電化學模型，他指出Si與NaOH溶液的反應，首先是Si與OH一反應，生成SiO44一，然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4�；诖嗽矸治龇磻醒趸瘎�                   。

（2）本�；瘜W興趣小組同學，為驗證Seidel的理論是否正確，完成以下實驗：

 

實驗事實

事實一

水蒸汽在600℃時可使粉末狀硅緩慢氧化并放出氫氣。

事實二

盛放于鉑或石英器皿中的純水長時間對粉末狀還原硅無腐蝕作用。

事實三

普通玻璃器皿中的水僅因含有從玻璃中溶出的微量的堿便可使粉末狀硅在其中緩慢溶解。

事實四

在野外環(huán)境里，用較高百分比的硅鐵粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH，點著后燜燒，可劇烈放出H2。

事實五

1g（0.036mo1）Si和20mL含有l(wèi)gNaOH（0.025mol）的溶液，小心加熱（稍微預熱），收集到約1700mL H2，很接近理論值（1600mL）。

結(jié)論：從實驗上說明堿性水溶液條件下，H2O可作                劑；NaOH作_____             劑，降低反應             。高溫無水環(huán)境下，NaOH作               劑。

Ⅱ.在工業(yè)中利用鎂制取硅：2Mg＋SiO22MgO＋Si，同時有副反應發(fā)生：2Mg＋SiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。如圖是進行Mg與SiO2反應的實驗裝置：

由于氧氣的存在對該實驗有較大影響，實驗中應通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用________(填序號)。        a．石灰石　　　b．鋅粒　　　c．純堿

（4）實驗開始時，必須先通入X氣體，再加熱反應物，其理由是______________________________，當反應開始后，移走酒精燈反應能繼續(xù)進行，其原因是___________________________。

（5）反應結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應后的混合物中加入稀鹽酸。可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學方程式表示為_______________________________________。

 

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清洗和制絨是硅晶片制作的重要步驟之一，硅片化學清洗的主要目的是除去硅片表面雜質(zhì)（如某些有機物，無機鹽，金屬、Si、SiO2粉塵等）。常用的化學清洗劑有高純水、有機溶劑、雙氧水、濃酸、強堿等。其中去除硅的氧化物，通常用一定濃度的HF溶液，室溫條件下將硅片浸泡1至數(shù)分鐘。制絨是在硅片表面形成金字塔形的絨面，增加硅對太陽光的吸收。單晶制絨通常用NaOH、Na2SiO3等混合溶液在75～90℃反應25～35 min，效果良好。回答下列問題
Ⅰ.（1）寫出晶片制絨反應的離子方程式              ，對單晶制絨1990年化學家Seidel提出了一種的電化學模型，他指出Si與NaOH溶液的反應，首先是Si與OH一反應，生成SiO44一，然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4�；诖嗽矸治龇磻醒趸瘎�                  。
（2）本校化學興趣小組同學，為驗證Seidel的理論是否正確，完成以下實驗：

 
實驗事實
事實一
水蒸汽在600℃時可使粉末狀硅緩慢氧化并放出氫氣。
事實二
盛放于鉑或石英器皿中的純水長時間對粉末狀還原硅無腐蝕作用。
事實三
普通玻璃器皿中的水僅因含有從玻璃中溶出的微量的堿便可使粉末狀硅在其中緩慢溶解。
事實四
在野外環(huán)境里，用較高百分比的硅鐵粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH，點著后燜燒，可劇烈放出H2。
事實五
1g（0.036mo1）Si和20mL含有l(wèi)gNaOH（0.025mol）的溶液，小心加熱（稍微預熱），收集到約1700mL H2，很接近理論值（1600mL）。
結(jié)論：從實驗上說明堿性水溶液條件下，H2O可作               劑；NaOH作_____            劑，降低反應            。高溫無水環(huán)境下，NaOH作              劑。
Ⅱ.在工業(yè)中利用鎂制取硅：2Mg＋SiO22MgO＋Si，同時有副反應發(fā)生：2Mg＋SiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。如圖是進行Mg與SiO2反應的實驗裝置：

由于氧氣的存在對該實驗有較大影響，實驗中應通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用________(填序號)。        a．石灰石　　　b．鋅�！　　．純堿
（4）實驗開始時，必須先通入X氣體，再加熱反應物，其理由是______________________________，當反應開始后，移走酒精燈反應能繼續(xù)進行，其原因是___________________________。
（5）反應結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應后的混合物中加入稀鹽酸�？捎^察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學方程式表示為_______________________________________。

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