【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。  

第六章硅和硅的化合物

(资料图片仅供参考)

§6-2二氧化硅

【01】硅的氧化物，常见的一种是二氧化硅。但它和二氧化碳不同，是一种坚硬而极难熔化的固体。

二氧化硅的存在

【02】自然界里的二氧化硅，总称硅石，但有很多别名。纯净而结晶的硅石叫做石英。不同形态的石英矿又有不同的名称，如大而无色透明的六棱柱晶体叫做水晶；水晶因混有少量杂质而使晶体染成不同颜色，例如紫水晶、烟水晶等。普通的砂是细小的硅石颗粒，一般是不透明的。洁白的海砂是比较纯净的，一般混有较多量杂质（铁质）使颜色带黄或淡红。

【03】硅石常和其他硅的化合物存在在一起，构成复杂的岩石，如花岗岩、片麻岩等。而普通的砂，是它们的风化产物。

【04】自然界里也存在着少量无定形的二氧化硅，例如构成某些低级水草——藻类的细胞壁的物质。由这些藻类堆积而成的矿层叫硅藻土，是一种多孔性的、具有很大吸附力的物质。

【05】粉末状的无定形硅石也可用人工制得。

二氧化硅的性质

【06】二氧化硅的性质非常稳定。在常温下，几乎不跟其他物质反应（除HF和浓碱外）。不溶于水。在高温下能熔化，但不挥发，也不分解；冷却后，变成透明或半透明的玻璃状物质，叫做石英玻璃。

【07】在高温下，二氧化硅能跟碱性氧化物或碱类反应，生成硅酸盐，例如

【08】上面的反应表明，二氧化硅与二氧化碳一样，也是一种酸性氧化物，它是硅酸H₂SiO₃的酸酐。但二氧化硅与二氧化碳不同，不能直接跟水反应生成硅酸。

【09】在高温下，二氧化硅还能跟某些盐类共熔而发生反应，例如碳酸钠和硅石混和灼烧，就发生下面的反应：·

【10】在这个反应里，二氧化硅把盐里的挥发性酸酐置换了出来。这是由于它的不挥发的特性导致的。

二氧化硅的用途

【11】二氧化硅的用途很广泛，除水晶等天然产物可直接利用外，还有很多经过工业加工的产品。例如石英玻璃，各种普通玻璃等，这在后面将会学到。

【12】石英玻璃是由纯净的石英熔化、冷却而成的。它和普通玻璃不同，能透过紫外线。在医疗方面能制作透过紫外线的水银灯。石英玻璃的膨胀系数很小，把它加热到红热，立即放到冷水里，也不会破裂，因此可以用来制造耐温度剧烈变化的化学仪器，如石英坩锅等。

【13】至于砂的用途亦很广，在建筑工程上要大量应用。

习题6-2

1、试比较二氧化硅和二氧化碳的性质，有哪些相同？哪些不同？

2、怎样证明二氧化硅是一种酸酐？

3、写出二氧化硅跟碳酸钙混和燬烧时的反应方程式。从这个反应表明二氧化硅有什么特性？

4、石英玻璃具有那种特性？因而有什么用途？

5、把15克的砂跟30克的石灰石CaCO₃加热熔化，能生成多少克的硅酸钙？在标准状况下能生成多少升的二氧化碳？【CaSiO₃29克，CO₂5.6升】