无机非金属材料的主角──硅完美版

1、第笔g无机I蛋属材科的主角一硅第一课时二氧化硅和硅酸目标导学1. 掌握二氧化硅、硅酸的化学性质；2了解硅酸的性质和制备。温故知新1碳和硅在自然界中以什么形式存在？2. CQ的物理性质：是一种色体，溶于水，固态 CQ俗称。3. 完成以下方程式：(1) CQ + H 2Q t(2) CQ+ NaQH t(3) CQ + CaQ t知识精讲、硅兀素存在硅在地壳中的含量为 26.3%,仅次于氧。硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、 沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。卅:如3叭4.75%钙 钠4二氧化硅广泛存在于自然界中，天然二氧化硅称为硅石，约占

2、地壳质量的12%其存在形态有结晶形和无定形两种，统称硅石。石英晶体和水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。.氧化硅（一）结构二氧化硅是含有SiO 4四面体结构的立体网状结构的晶体，不存在单个的二氧化硅分子。每个0原子周围连接着 2个Si原子，成直线型。每个 Si原子周围连接着4个0原子，构成 以Si原子为中心的正四面体结构， 4个0原子分别位于正四面体的 4个顶点上（虚线示型）二氧化硅的结构揆型硅氧正四面休结构（二）物理性质： 熔点高，硬度大。（三）化学性质：1. 除氢氟酸外不与其它酸反应Si02 + 4HF=SiF4f+ 2H0用途：可以在玻璃上雕刻花纹等。2 .与碱性氧化物反应高温Si02 +

3、 Ca0CaSi033.与碱反应Si02 + 2Na0H=INSi03+ H20思考：实验室盛装 Na0H溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗?提示：防止玻璃中的 Si02与Na0H溶液反应生成粘稠的 NSiQ，使瓶塞和瓶口粘在一起。4 .与盐的反应高温.Si02 + Na2C0Na2Si03 + CQ f咼温CaC0+ Si0 2CaSi03 + CCfef5.与碳单质的反应Si02 + 2C 咼温 Si + 2C0 f （工业制硅）（四）用途1. 水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品;2. SiO2是制光导纤维的重要原料；3. 较纯的石英用于制造石英玻璃；信息高速公路的骨

4、架一一石4. 石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料。玛瑙饰物实验室使用的石英坩埚英光导纤维 三、硅酸（一）物理性质： 硅酸为白色固体，难溶于水。其酸性极弱，比碳酸还弱，与一般的酸相比,硅酸的组成与结构都复杂得多，常用化学式H2SiO3来简单地表示硅酸。（二）化学性质：1 .与碱反应HkSiO3+ 2NaOH=INSiO3+ 2H2O硅酸的热稳定性很弱，受热分解为二氧化硅和水2. 受热分解HbSiO3=SiO2 + H2O硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”，可做干燥剂，也可以用作催化剂的载体。干燥硅胶湿硅胶【实验4-1】硅酸性质的探究实验原理：N&SQ3+ 2HCI=2NaCI + H2

5、SQ3 J。实验步骤：在饱和NSiO3溶液中逐滴加入12滴酚酞，再逐滴加入稀盐酸， 溶液红色变浅直 至消失，停止加入，可以看到先生成的H2SiO3逐渐聚合而形成胶体溶液硅酸溶液。实验现象：加入酚酞后，溶液变红，再滴入稀盐酸，红色变浅，继续加入稀盐酸，红色消失，有白色胶状沉淀生成。实验结论：Na2SiO3的水溶液呈碱性; Na2SiO3溶液能够与稀盐酸反应生成硅酸; H 2SiO3胶体最终凝聚成为 HSiO3沉淀。(三)硅酸和碳酸的性质比较物质硅酸化学式H2SQ3HaCQ酸酐SiO2CO制法Na2SiOs+2HCI=2NaCI+H2SiO3 JCO+HzO=HCO颜色与状态白色、粉末状无色、液态

6、，只存在于水溶液中水溶性不溶于水只存在于水溶液中酸性比较酸性：碳酸硅酸实验探究例为确认HCI、HCO、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：ABC(1 )锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为。(2) 装置B所盛的试剂是，其作用是。(3) 装置C所盛试剂是，C中反应离子方程式是。思维训练1. 基础练习：Q 思维的准确性训练 (Accuracy of thinking training)1 .下列说法正确的是()A. 二氧化硅溶于水显酸性B.二氧化碳通入 NaSiOs溶液中可以得到硅酸C.二氧化硅常用作干燥剂D.二氧

7、化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸2. 下列物质中能与二氧化硅起化学反应的是()浓HNO水氢氟酸KOH溶液A. B. C .D.3 下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）A. COH 2COB. SQ2TNa2SiO3C. NazQf Na2COD. SiO2H 2SiO34 下列关于二氧化硅的说法中错误的是（）A. 二氧化硅分子是由一个硅原子和两个氧原子构成B. 二氧化硅与二氧化碳结构不同，物理性质有很大差异C. 二氧化硅是硅酸的酸酐D. 二氧化硅是酸性氧化物，它溶于氢氟酸5. 下列说法不正确的是 （）A. 因SiO2不溶于水，故 H2SiO3不是SiO2对应的酸，或者 SiO2不是

8、H2SiQ对应的酸酐B. CO通入硅酸钠溶液可以得到硅酸沉淀C. SiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大D. 氢氟酸能够雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸总思维的敏捷性训练 （Th inking agility trai nin g）1. 二氧化硅是酸性氧化物的原因是（）A. 它溶于水得相应的酸B.它对应的水化物是可溶性强酸C.它与强碱溶液反应只生成盐和水D.它是非金属氧化物2. 下列说法中正确的是 （）A. 二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟强碱反应，但不能跟任何酸反应高温B. 根据SiO2+ CaCGCaSiQ+ COf的反应，可推知硅酸酸性比碳酸强C. CO气体通入NaaSi

9、O3溶液中可制得硅酸D. SiO2与水反应可得到硅酸3. 下列关于SiO2和CO的说法中正确的是（）A. CO、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐B. CQ和SiO2与水反应分别生成相应的酸C. CO是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物D. CO和SiO2都是由相应的分子组成的4. 下列说法正确的是 （）A. 二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应高温B. 根据反应 SiO2+ CaCOCaSiQ+ COf可推知硅酸的酸性比碳酸强C. 二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得澄清的硅酸溶液D. 二氧化硅常被用来制造光导纤维5. 下列表述正确的是 （） 人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，

10、主要成分是二氧化硅； 化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐； 提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料； 夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛； 太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A. B .C.D .老 思维的广阔性训练 （Width of thi nking trai ning）1. 地壳中含量位于第一、二位的元素之间形成的化合物不具有的性质是（）A. 常温下与苛性钠反应B.常温下与水反应C.常温下与氢氟酸反应D常温下与氧化钙反应2能证明SiO2是酸性氧化物的是（）高温A. SiO2+ 3CSiC

11、 + 2COt B. SiO2+ 2NaOH=h2SiOs+ H2O高温C. SiO2+ 4HF=SiF4f + 2H2OD SQ2+ NqCO二NazSiQ+ COf 3玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是（ ）A.烧碱B.纯碱C.氢氟酸 D.盐酸 4.将过量的 CQ分别通入CaCl 2溶液；Na2SiO3溶液；NaAIO?溶液；饱和 NstCO溶液;（ ）D.Ca（OH）2溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是A. B. C.5.在一定条件下，下列物质不能和SiO2反应的是（）焦炭纯碱碳酸钙氢氟酸硝酸氢氧化钾氧化钙氟气A.B.C .D.Q 思维的灵活性

12、训练（Flexibility of thinking training）1. 下列关于硅酸的说法正确的是（）A. 硅酸可以由SiO2和水通过化合反应直接制得B. 由反应N&SiO3+ 2HCI=2NaCI + H2SQ3J制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质C. 因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应D. 干燥剂“硅胶”的主要化学成分是硅酸2. 二氧化硅是酸酐（即酸性氧化物）的原因是（）A.它溶于水得相应的酸B.它对应的水化物是可溶性强酸C.它与强碱溶液反应只生成盐和水D.它是非金属氧化物3. 要除去SiO2中混有的少量 CaO杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液B.盐酸C.硫酸D

13、.苛性钠溶液4 下列关于硅酸的叙述，错误的是（）A.硅酸是一种很弱的酸B.硅酸可由二氧化硅与水反应制得C.硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅D.硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得5.下列关于硅酸的叙述中错误的是（）A. 硅酸是一种很弱的酸B. 硅酸不稳定，加热脱水会产生二氧化硅C. 硅酸可由二氧化硅与水反应制得D. 硅酸应由可溶性硅酸盐与盐酸或二氧化碳反应制得2. 能力拓展3 思维的批判性训练 （Critical thi nking trai ning）1. 关于二氧化硅，下列叙述不正确的是（）A. 水晶的成分是二氧化硅B. 二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别C.二氧化硅不溶于水，也不

14、能跟水起反应生成酸D. 二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应2. 在一定条件下，既能跟二氧化碳，又能跟二氧化硅反应的是NazCG溶液 浓H2SC4NaOH溶液 木炭3.4.5.A.B.C .F列实验能达到实验目的且符合安全要求的是新制硫觀 尸亚铁解掖D.产生弋怵制备片检验盘弋( )H收集氣临cF列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是A. CO tH 2COB. SiO2T Na2SiOsC. NetCOt NaCO D.F列关于二氧化硅的叙述中，不正确的是b繭硫感稱粉HkSiOsTH 2SQ3A. 二氧化硅是一种坚硬难溶的固体，化学性质不活泼B. 二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应

15、生成酸C. 二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别D.二氧化硅是酸性氧化物，不跟任何酸反应老 思维的深刻性训练 （Thinking profundity training）1 .下列离子方程式不正确的是（）A. 石英与烧碱溶液反应：SiQ+ 2OH=Sic3+ H2OB. 向氢氧化钠溶液中通入过量CO: CO+ 2OH=C&+ H2OC. 向硅酸钠溶液中加入盐酸：2H+ + SiO2+ H2O=hSiO4 JD. 向碳酸钙上滴稀硝酸：CaC冊2H+ =HO+ CO f +C2. 下列离子方程式，正确的是（）A. 澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ 2OH + CO=CaC3X + H2O

16、B. 碳酸钠溶液中加入二氧化硅：cO+ SiO2=SiCf + COTC. 二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2+ 2OH =SiC3+ H TD. 硅酸与烧碱溶液中和：HSQ3+ 2OH =SiCt + 2HzO3. 半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由 SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是（）高温A. 2C+ SiO2Si+2COfB. SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3+ HO高温C Si + 2Cl2=SiCl 4D. SiCl 4+ 2fSi + 4HCl4. 下列说法正确的是 （）A. 二氧化硅溶于水显酸性B. 二氧化碳通入水玻璃可得硅酸 高温C 已知高

17、温时有 CaC耐SiO2CaSiQ+ COT所以硅酸的酸性比碳酸强D.因为二氧化硅属于酸性氧化物，所以不溶于任何酸5. 证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（）A. 加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出B. 加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解C. 加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D. 先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解 思维的逻辑性训练（Logical thinking training）咼温1. 在SiO2+ 3CSiC + 2COT反应中，氧化剂和还原剂的质量比为（）A. 7 : 3B. 7

18、: 6C. 1 : 2D. 2 : 12. 下列关于硅酸的说法正确的是（）A.用反应NazSiO3+ 2HCI=2NaCI+ H2SQ3 J制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质B. 干燥剂“硅胶”的主要化学成份是硅酸C. 因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应D. 硅酸酸性比碳酸强3. 下列说法正确的是 （）A. 二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟强碱反应，但不能与任何酸反应高温B. 根据SiQ+ CaCO高CaSiQ+ COf的反应，可推知硅酸酸性比碳酸强C. 二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸D. 二氧化硅对应的水化物只有一种组成形式HbSiO34. 下列离子方程式，正确的是

19、（）A. 澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ 2OH + CO=CaC3X + H2OB. 硅酸钠溶液中通入足量二氧化碳：SiO+ CO+ H2O=2SiO3 J + cOC. 二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2+ 20H =SiC3+ HOD. 硅酸与烧碱溶液中和：H+ OH=HO5. 证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（）A. 加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出B. 加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解C. 加热至高温，观察是否有气体冒出，是否有硅酸钙生成D. 先加入过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现，若有不溶物则滤出，投入到NaOH溶液中看其是否溶解 思维的独创性

20、训练 （Originality of thinking training）1 .能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）A. CO是气体，SiO2是固体B.高温下SiO2与碳酸盐反应生成 COC. CO溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水D. CO通入NazSiOs溶液中析出硅酸沉淀2. 下列说法中正确的是（）A. SiO2分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的B. 盛放NaOH溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞，是因为玻璃中含有SiQ, SQ2能与NaOH溶液 反应C. C和Si属于同一主族，所以 CQ和SiO2性质相似D. 因为SiO2不能与水反应生成酸，所以SiO2不属于酸性氧化物3. 下列物质中

21、，既不能与盐酸反应，又不能与烧碱溶液反应的是（）A.水玻璃B .二氧化硅C. 一氧化碳 D .氧化铝4. 蛇纹石由 MgO AI2O、SQ2、FaO组成。现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，向所得的沉淀X和溶液Y中分别加入NaOH溶液至过量。下列叙述错误的是（）A. 沉淀X的成分是SiO2B. 溶液Y中的阳离子主要是 Mg+、Al3+、Fe3+、HC. 蛇纹石成分中能溶于盐酸的都是碱性氧化物，不溶的是酸性氧化物D. 溶液Y中加入过量的 NaOH溶液后过滤，滤液和沉淀中各含两种金属元素5如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为（）A. CaC

22、O+ 2HCl=CaC2+ H2O+ CQf B. NaHCO HCI=NaCl+ HzO+ COfC. Si + 4HF=SiF f + 2f f D. SQ2+ 4HF=SiF f + 2H2O知识拓展硅及其化合物的特性1 .非金属单质一般为非导体（石墨能导电），硅的晶体是良好的半导体材料。_咼温2. Si的还原性大于 C,但C却能在高温下还原出 Si : SiO2+ 2CSi + 2COT。3 非金属单质跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液作用放出: Si + 2NaOHFHO=NaSiO3+ 2H2fo4 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si + 4HF=S

23、iF4f + 2f。5酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF作用。6. SiQ是H2SQ3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3o7 .无机酸一般易于溶水，但SiQ难溶于水。8. 硅酸钠水溶液称泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。9. H2CO 的酸性大于 H2SQ3,所以有 NaaSiO3+ CO+ HO=HSiO4+ NaCO，但高温下，NqCO + SiO2高温=Na2SiO3+ CO f也能发生。答案：温故知新1. 碳在自然界中有游离态和化合态两种形式存在，硅在自然界中以化合态存在。2. 无色无味气体能干冰3. （1） CO2 + H2O = H2CO3(2) CO2

24、+ 2NaOH = Na 2CO3+H2O(3) CO? + CaO = CaCO3实验探究答案：(1) 盐酸(2) 饱和NaHCO3溶液 除去盐酸中挥发出的 HCI气体(3) Na2SiO3溶液 SiO3 + CO2+ H2O=H2SiO3 J+ CO3解析：考查对强酸制弱釀原理的应用注意E装蚤的作用是除去盐釀挥发出的气佻 否则对C项装置 证明碳酸酸性强于硅酸形成干扰.思维训练1.基础练习：思维的准确性训练 (Accuracy of thin ki ng trai ning)题号答案解析1BA选项SiO2不溶于水也不与水反应；B选项CO2+ Na2SiO3+ H2O=Na2CO3+H2SQ3

25、J; C选项SiO2不吸收水分，不能作干燥剂；D选项SiO2可与氢氟酸反 应。2D常温下二氧化硅性质很稳定，除强碱和氢氟酸外， 很难与其他物质反应， 且不易溶于水，不与强氧化剂等反应，故本题中能与二氧化硅发生化学反应。本题主要考查 SiO2的特征，可与强碱或氢氟酸反应。3D由于SiO2不溶水也不与水反应，所以由SiO2制取H2SQ3需先使SiO2与强碱反应制得可溶性硅酸盐后，再与酸反应才能制得H2SQ3。4AA选项在二氧化硅晶体中，没有二氧化硅的“分子” ，所以A是错误的；B选 项；C选项酸酐与相应的酸中成酸元素的化合价相同，C正确；D选项氢氟酸可与二氧化硅反应。5ASiO2 中 Si 呈+

26、4 价，H2SQ3 中 Si 呈+ 4 价，且 H2SiO3=；=SiO2+ 出0, SiO2 是H2SQ3的酸酐，故A项错误。思维的敏捷性训练 (Thi nki ng agility trai ning)题 号答 案解析1C判断酸性氧化物的方法是氧化物与碱反应只生成盐和水。2CA选项Si02与氢氟酸反应：SiO2+ 4HF=SiF4f+ 2H2O, A项错；B选项反应是在高温条件下进行的，由于 C02是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但这不能说明 硅酸的酸性比碳酸强，要比较硅酸和碳酸的酸性强弱必须比较它们在水溶液中电离出H +的难易程度；C选项由于H2CO3的酸性比H2SQ3强，

27、所以Na2SiO3 + CO2+ H2O=H2SiO3（胶 体）+ Na2CO3, C项正确；D选项二氧化硅不溶于水，也不能与水反应，D项错误。3A虽然SiO2是H2SQ3的酸酐，但 CO2可溶于水生成 H2CO3,但SiO2却不能溶于水生成H2SiO3, B错误；SiO2与CO2都是酸酐，都是酸性氧化物，A正确，C错误；CO2是由CO2分子构成的，而 SiO2则是由硅原子和氧原子构成的，SiO2中不存在分子，D错误。4D二氧化硅是酸性氧化物，但它可以与氢氟酸发生反应。SiO2 + 4HF_SiF4f+ 2H2O;反应高温SiO2+ CaCO3CaSiO3 + CO?只有在高温下才能进行，由于

28、CO2是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强；只要比较硅酸和碳酸的酸性强弱就是要比较它们在水溶液中电离出H +的难易程度，如 CO2+ H2O +Na2SiO3_Na2CO3+ H2SQ3J,符合强酸制弱酸的规律，也可说明碳酸的酸性比硅酸的强， 但由于硅酸难溶于水， 不能得到溶液；SiO2是光导纤维的主要成分，光导纤维可以用 SiO2来制造。5D本題主要考查学生对身边常见的化学制品的了解情况侧重考查学生应用化学知识解释 和解决身边化学间题的能力造剛王主宴成分为A1心，错;玛瑙的主宴成分是引6; 水泥主要成分是硅酸盐，正确.变色眼機镜片应是在普通硼酸盐

29、玻墙中加入光戦物 质等；并加入极少光觀化剂如CuO等制成，故错盘思维的广阔性训练 (Width of thi nking trai ning)题号答案解析1B地壳中含量位于第一、二位的元素分别是O和Si，所形成的化合物 SiO2不具有的性质是B项。掌握SiO2在常温下和高温下的性质是解题的关键。2B酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物。3C未磨砂的玻璃在常温下不能与烧碱等碱性物质反应，也不与一般的酸反应， 但易与氢氟酸反应。4BCO2溶于水：CO2+ H2O_H2CO3, H2CO3的酸性比盐酸弱，而比硅酸、铝酸(即氢氧化铝)强。根据溶液中酸与盐酸反应的规律， C02通入CaCS溶液无明

30、 显现象(弱酸不能制强酸)；通过量C02通入Na2SiO3、NaAIO 2溶液有白色沉淀H2SQ3、Al(OH) 3产生；过量 CO2通入饱和 Na2CO3溶液中：Na2CO3+ CO2 + H2O=2NaHCO3 生成的NaHCOs的溶解度比NazCOs溶解小而结晶析出； 过量的CO2通入Ca(OH)2溶液中最终生成 Ca(HCO 3)2而无沉淀析出：Ca(OH) 2 + 2CO2=Ca(HCO 3)25D二氧化硅是酸性氧化物，可与碱及碱性氧化物反应，、能反应；二氧化硅 与纯碱(或碳酸钙)在咼温下能发生反应，、能反应；二氧化硅在咼温下还 能与焦炭发生置换反应， 能反应；二氧化硅作为一种特殊的

31、氧化物还能与氟 气、氢氟酸反应，、能反应；二氧化硅与硝酸不反应，不能反应。公思维的灵活性训练 (Flexibility of thinking training)题 号答 案解析1DA选项SiO2不能与水直接反应生成硅酸，A错；B选项中反应是利用了强酸制弱酸的性质，B错；C选项硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C错。2C从酸性氧化物的擬念来分析酸性氧化物罡槪掰与碱反应生成盐#咏的氧化物，由于4- 3NaOH=Na2SiO + HO所以引5罡酸性氧优物 SiCh不溶于水，对应的酸IfcSiOj 不是强馥。3B要除去SiO2中的CaO杂质，所选试剂与 SiO2不能反应，根据二者性质的不

32、同进行选择， 由于硫酸与CaO反应生成微溶于水的 CaSO4，因此选择盐酸最好。4B二氧化硅对应的酸虽然是硅酸，但是由于二氧化硅不溶于水也不与水反应，所以B项错误。5C硅酸是一种比碳酸的酸性还弱的弱酸，难溶于水，受热不稳定易分解；制备H2SQ3时应向可溶性的硅酸盐的溶液里通入 CO2或加入盐酸等来制备，可见 A、B、D项正确。虽然 SiO2是硅酸的酸酐，但因SiO2难溶于水且不跟水反应， 所以不能用SiO2与H2O反应来制 H2SQ3, C 错。2.4能力拓展“思维的批判性训练 (Critical thinking training)题号 答案解析1DA选项水晶的主要成分为 SiO2, A项正

33、确；B选项CO?是由分子构成的，而 Si02是Si和O按1 : 2组成的空间立体网状结构的晶体，二者物理性质差别较大，B正确；C选项SiO?不溶于水也不与水反应，C项正确；D选项SiO?可以与氢氟酸反应，D项不正确。2C因CO2及SiO2均为酸性氧化物，故都可与强碱反应生成相应的盐。如SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ 出0; CO2(少量)+ 2NaOH=Na2CO3+ 出0。这两种氧咼温化物也均可与木炭发生反应：C+ CO22CO; 2C+ SiOSi + 2COf。3BA项中Fe(OH) 2易被氧化。B项中收集O?能达到实验目的且符合安全要求。C项中易发生爆炸。D项中H2SO4稀释是

34、一个放热量很大的过程。将水倒入浓 H2SO4易使水沸腾，从而引起浓 H2SO4迸溅。4D由于SiO2不溶于水也不与水反应，所以由SiO2制取H2SQ3需先使SiO2与强碱反应制得可溶性硅酸盐后，再与其他酸反应才能制得H 2SQ3。5DSiO2可与HF反应生成SiF4和 出0。 思维的深刻性训练 (Thinking profundity training)题 号答 案解析1B竝项，石英弓烧碱谓液反应生成的硅酸钠是可电禽的故A正ffloB项中通入迥量0 则应生成HC6,故B错误；C项可濬性硅酸盐与盐醱反应生成JS硅酸，IE确D项中 碳酸钙是难耀物，应保留分子式*正隔Q2D过量二氧化碳通入澄清石灰水

35、中生成可溶性的碳酸氢钙，碳酸钠溶液中加入二氧化硅不 反应，二氧化硅与烧碱溶液反应生成硅酸钠和水，故A、B、C均错误。3B咼温由SiO2制取Si时要先制得粗硅，反应为：2C+SiO Si+2CO f,然后再进行提纯，高温反应依次为 Si + 2C12SiCl4、SiCl 4 + 2H 2Si + 4HC1。4BSiO2不溶于水，A错误；CO2 +出0+ Na2SiO3=Na2CO3+ H2SQ3 J,碳酸的酸性比硅酸强，B正确，C错误；Si02与氢氟酸反应，D错误。5D生石灰的成分是氧化钙，若不含杂质，加盐酸能完全溶解并且无气体生成。加盐酸充分反应后仍有不溶于水的固体，说明有石英杂质存在。加盐酸

36、溶解，但放出无色无味并能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明生石灰中含有石灰石。有关的化学方程式为：CaO +2HCI=CaCI 2+ 出0; CaCO3 + 2HCl=CaCl 2+ 出0+ COzf; CO2 + Ca(OH)2=CaCO3 J+ H2O。屯 思维的逻辑性训练(Logical thinking training)题 号答 案解析1C高温tSiO2+ 3CSiC得4e + 2C失2X2e-Of失电子的碳作为还原剂，得电子的碳作为氧化齐故氧化剂与还原剂的质量之比为 1 : 2。还原剂失电子化合价升高，氧化剂得电子化 合价降低，在此反应中硅的化合价未发生变化。只有碳的化合价发生变化。2

37、BA中反应利用的是强酸制弱酸的性质；硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸 盐；硅酸是一种比碳酸还弱的酸。3C也谨项二氧优硅可臥!艮氢氟酸反应，化学方程式为所臥A不 正劇B选项B反应只有在高温条件下才緡曲亍，由于CQ是气体生成后脱禽反应系 使反应得以继续违亍，但这不能说明硅酸的瞻性比磯釀强。比较5縮瞄酸的酸性强弱 要比较它们在水悟酒中电离出才的难易程曉c选顶化学方程式为NazSiOz + CO： + HiONaiCOi十H.5KU; D选项原硅酸不稳艺 易失去水分子成为硅酸H2SiO:.4CA中通入过量的CO2应生成碳酸氢钙，正确的离子方程式为CO2+ OH- =HCO3 ； B中通入足量

38、二氧化碳，正确的离子方程式为Si。2 + 2CO2+ 2H2O=H2SiO3 J+ 2HCO3 ； D项中硅酸是难溶于水的弱酸不能拆写成离子形式，离子方程式应为H2SQ3+ 2OH- =SiO3 +2H2O。5DSiO2不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸，且 CaCO?溶于盐酸有气泡生成，SiO2可以溶于NaOH溶液。思维的独创性训练 (Origi nality of thinking trai ning)题号答案解析1D酸性强弱与这种酸对应的氧化物的物理性质无关，只有D项属于较强的酸制取较弱的酸，可判断酸性强弱，符合题意。2BA中，SiO2疋原子日日体，不存在分子；C

39、中，CO2和SiO2的物理性质差异很大，如它们的状态、熔沸点等差别大；D中，SiO2属于酸性氧化物。3C由题意可知，Na2SiO3+ 2HCl=H 2SQ3 J+ 2NaCl , SQ2+ 2NaOH=Na 2SQ3+ 出0,而氧化铝既可以与盐酸反应，又可以与氢氧化钠反应，只有一氧化碳与两种物质都不反应。4C蛇纹石由金属氧化物和 SiO2组成，加入足量的盐酸，金属氧化物都溶解，生成氯化物，剩下的固体是二氧化硅 (不溶于水和除HF以外的酸)，加入NaOH 溶液溶解，生成Na2SiO3,而金属氯化物加入过量的 NaOH溶液，生成Fe(OH)3、Mg(OH) 2、NaAIO 2。综上所述A、B、D正

40、确，Al 2O3是两性氧化物，所以 C 错。5D玻璃的主要成分之一 SiO2能够与氢氟酸发生反应：SiO2+ 4HF=SiF4f+ 2H2O,故氢氟酸常用于雕刻玻璃。第二课时硅酸盐和单质硅目标导学1了解硅的重要化合物的主要性质，认识硅及其化合物的主要用途；2 认识硅及化合物在现代科技的应用。温故知新1 请写出硅原子和碳原子的原子结构示意图。高温2. 根据NqCO+ SiO2高NS2SQ3+ CO f能说明硅酸酸性比碳酸强吗？3. 由于SiO2既可与碱反应，也可与氢氟酸反应， 所以SiO2为两性氧化物，这种说法是否正确？ 知识精讲四、硅酸盐1. 概念：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。2

41、. 物理性质：大多不溶于水，硅酸钠(NazSiQ)可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，是制硅胶和防火剂等的原料。3. 化学性质：(1) 硅酸盐有很强的热稳定性，即能耐高温。(2 )硅酸盐易跟酸发生反应由于硅酸是比碳酸还弱的酸，所以水玻璃易跟碳酸(CQ+ HzO)及更强的酸反应，生成难溶于水的硅酸，例如：化学方程式离子方程式N?2SiO3+ CO+ H2O=b6iO3 J+ NstCOSiO3+ CO+ HO=26iO3 J + cONaSiO3+ 2CO+ 2HO=HSiO3 J + 2NaHCOSiO3+ 2CO+ 2H2O=b6iO3 J + 2HCONaSiO3+ 2HCI=HSiO3 J +

42、 2NaClSiO2+ 2J=HSiO3 J提示：盛NSiO3的试剂瓶应密封，否则吸收空气中CQ和HO会变质。(3 )硅酸钠的耐热性【实验4-2】取两个小木条或滤纸条，分别放入蒸馏水和NatSiOs饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干(不再滴液)后，同时分别在酒精灯外焰点燃。观察现象。实验现象：放入蒸馏水吸湿的小木条或滤纸条在酒精灯火焰上，首先变干，后又燃烧，而放入NatSiOs溶液的小木条或滤纸条在酒精灯火焰上，只是变干，不燃烧。实验结论：NatSiOs能耐高温，不能燃烧。4. 硅酸盐组成的表示方法在自然界中硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，约占地壳质量的5%硅酸盐的种类多、结构复杂，通

43、常用氧化物的形式表示其组成，如硅酸钠(NatOSiOt)、石棉(CaO3MgC4SiO2)、黏土的主要成分(Al 2Q2SiO2 2fO)。用氧化物的形式表示硅酸盐组成时，各氧化物的一般排列顺序为金属氧化物(较活泼金属的氧化物较不活泼金属的氧化物)二氧化硅水注意事项：氧化物之间以“”隔开；计量数配置出现分数应化为整数。虽然我们采用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成，但硅酸盐并不是由氧化物组成的，不是混合物，是 纯净物，属于盐类。1 1例如：钾长石 KAlSi 3C8不能写成 K2O2AI2Q3SQ2,应写成 KOAI20 6SiO2。五、无机非金属材料无机非金属材料包括了传统无机非金属材料和新型无

44、机非金属材料两大类。传统无机非金属材料是指陶瓷、水泥、玻璃等硅酸盐产品；新型陶瓷如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等。1. 传统的硅酸盐产品陶瓷、玻璃和水泥是构成现代生活要素的最重要的使用量最大的无机非金属材料，是具有优良性能的工业产品。下面简介一下三种硅酸盐产品。 性质特征：性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。 主要原料：黏土 (Al 2Q 2SiO2 2HO)、石英(SiO2)和长石(钾长石(KAlSi 3) K2OAI2Q 6SQ2或钠长石 NaOAl 2Q 6SiO2、高岭土 Al 2Si2Q(OH)4 Al 2Q 2SQ2 2HO)。 主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖

45、瓦、水玻璃(NaSiO3的水溶液)等。 水泥和玻璃的生产：水泥玻璃（普通）陶瓷原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑反应复杂的物理化学变化高温NaaCO+SQNa2SiO3+COf高温CaCO+SQCaSiO3+COf主要成分3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl 2QNaaOCaO6SiO2特性水硬性（加石膏调节硬化速度）玻璃态物质（没有固定的熔点， 在一定温度范围内软化）非晶体2 具有特殊功能的含硅物质（1）碳化硅（SiC，俗称金刚砂）具有金刚石的结构，硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。（2）硅钢：含4%硅的硅钢具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯。（3）

46、硅橡胶：最好的既耐高温又耐低温的橡胶，在-60250C仍能保持良好的弹性，用 于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等。硅橡胶（4）分子筛：具有均匀微孔结构的铝硅酸盐，主要用作吸附剂和催化剂。3. 新型陶瓷如高温结构陶瓷（工程陶瓷）、压电陶瓷、透明陶瓷和超导陶瓷等，都是人们在继承传统 硅酸盐陶瓷的基础上发展创新，研制出的组成各异、性能独特的新型陶瓷。五、硅单质1. 物理性质：在自然界中硅元素只有化合态，无游离态。与碳相似，单质硅有晶体硅和无定形硅两种 同素异形体。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，熔点、沸点很高，硬度大。晶 体硅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

47、质：硅元素原子的最外层电子数相同，都有4个电子，化学性质不活泼，常温下除F2、HF酸和强碱外，硅不跟其他物质起反应。在加热时可与一些非金属和其他物质反应。（1）与单质的反应Si + 2F2=SiF4高温Si + QSiO2高温Si + 2CSiCl 4高温Si + 2H 2SiH4高温Si + C SiC（2）与化合物的反应Si + 4HF=SiF4 f + 2H4Si + 2NaOHF H2O=NaSiO3+ 2H2 f3. 硅的工业制法咼温 制取粗硅：SiO2+ 2CSi + 2COT 粗硅的提纯：Si + 2C12咼温 SiCl 4, SiCl 4+ 2f 咼温 Si + 4HC14.

48、用途：晶体硅可以用来制造晶体管和光电池，同时硅芯片是各种计算机、微电子产品的核 心。实验探究例.在工业屮利用镁制取硅：2Mg+ SiO2=2MgOF Si ,冋时有副反应发生：2Mg Si:MgSi , MgSi遇盐酸迅速反应生成 SiH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:稀硫酸Mg+SiO2X混合粉末(1 )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(2) 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，

49、其原因是。(3) 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； 。思维训练1. 基础练习：孙 思维的准确性训练 (Accuracy of thinking training)1 .下列说法正确的是()A. 硅材料广泛应用于光纤通讯B.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应2. 下列说法中正确的是()A. SiO2溶于水显酸性B. SiO2是酸性氧化物，它不能与任何酸发生反应C. Si是地壳中含量最多的非金属元素D. 硅的化学性质不活泼，但在自然界中主要以

50、化合态存在3. 下列关于硅酸盐的说法正确的是()A. 硅酸盐中的阴离子都是Si&B. 硅酸盐都难溶于水C. 通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的D. NSiO3是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂4. 下列说法中错误的是（）A. 硅酸是不挥发性酸，因此不能由盐酸制得B. 氢氟酸能和玻璃发生化学反应，所以氢氟酸要存放在塑料瓶中C. 水玻璃有黏性，所以要存放在带橡胶塞的试剂瓶中D. 烧碱溶液会腐蚀玻璃并生成硅酸钠，所以烧碱溶液要存放在带橡胶塞的玻璃瓶里5. 北京2008年奥运会金牌“金镶玉”环形玉璧由昆仑玉制成，昆仑玉的成分可简单看成是CadMgSi8Cb2（

51、OH）2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为（）A. CaO- MgO SiO 2 HOB 2CaO 5MgO 8SiO 2 moC. 2CaO- MgO SiO 2 - 2H2OD 5CaO 2MgO 8SiO 2 72O2 思维的敏捷性训练 （Thi nki ng agility trai ning）1. 下列关于 SiO2和CO的叙述中不正确的是（）A. 都是共价化合物 B.都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C.都能溶于水且与水反应生成相应的酸D. SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨2. 美国“9- 11 ”恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境灾难一一石棉污染，易使吸入

52、石棉纤维者患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为CadMgSiyQ2（OH）2,其中x、y的值分别为（）A. 5, 8B . 8, 3C. 3, 8D. 8, 53. 下列关于水玻璃的性质和用途叙述错误的是（）A. 水玻璃是硅酸钠的水溶液，是混合物B. 在建筑工地上可用作黏合剂C. 木条或滤纸条浸过水玻璃后，具有防腐蚀性能且不易着火D. 水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质4. 下列物质中，不含有硅酸盐的是（）A. 水玻璃B.硅芯片 C .黏土D .普通水泥5. 有些科学家提出硅是“ 21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中，不正确的是（）A. 高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片B. 硅可由二氧化硅还原制得C. 低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D. 自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅老 思维的广阔性训练 （Width of thinking training）1. 下列关于碳和硅的比较，正确的是（）A. 它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸B. 碳和硅的最高正价都是+4价C. 硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占