必修1第4章第1节无机非金属材料的主角-硅(黄岳新)

1、第四章第一节 无机非金属材料的主角硅第一课时【学习目标】1了解硅的两种重要化合物二氧化硅及硅酸的主要性质；2对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养联系、对比、归纳总结的学习方法；3了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。【点拨解惑】1.比较碳、硅的异同点？周期表中的位置 原子结构示意图 在自然界中的存在碳硅 【例1】（单选）下列关于硅的说法中，不正确的是 ()A硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D加热到一定温

2、度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应【解析】硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性也介于金属导体和非金属绝缘体之间，是良好的半导体材料。硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应。【答案】C 【变式训练1】有科学家认为：“硅是二十一世纪的能源”，下列有关硅可能成为新能源的论述不正确的是（ ） A自然界存在大量硅单质 B自然界中硅的储量丰富 C硅燃料便于运输、贮藏 D硅燃料燃烧放出的热量多，其燃烧产物对环境污染容易控制2.比较CO2和SiO2的化学性质

3、差异CO2 SiO2能否与水反应能否与氧化钙反应能否与氢氧化钠溶液反应能否与氢氟酸反应能否与碳反应【例2】（单选）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，也不能跟水反应生成酸D二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应【解析】水晶、玛瑙、沙子都含二氧化硅；SiO2晶体不溶于水，也不能与水反应生成H2SiO3，制取H2SiO3是利用可溶性硅酸盐与酸的反应；SiO2虽然是酸性氧化物，但它可以与氢氟酸发生反应：SiO24HF = SiF42H2O，这是它的特性，氢氟酸可用于刻蚀玻璃就是利用了这一性质；CO2在通常状况下

4、为气体，与SiO2物理性质相差很大。【答案】D【变式训练2】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【课堂练习】1能证明碳酸比硅酸酸性强的实验是()ACO2溶于水生成碳酸，而SiO2不溶于水B高温时发生反应：C碳酸比硅酸受热易分解D将CO2通入Na2SiO3的水溶液中有白色胶状沉淀生成2除去SiO2中的混有的CaCO3方法正确的是（ ） A加水溶解后过滤 B加热 C加盐酸充分反应后过滤 D加NaOH溶液充分反应后过滤加氢氧化钠溶液3A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示。A为地

5、壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。请填空：(1)形成单质A的原子结构示意图为_，它的最高化合价为_。(2)B的化学式(分子式)为_，B和碳反应生成A和E的化学方程式是_。(3)C的化学式(分子式)为_，D的化学式(分子式)为_。【课外作业】A组一、单选题1宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法属于伪科学的是（ ）。A以二氧化硅为主要原料制造光导纤维 B碳炉边放盆水，可防止煤气中毒C在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆，墙壁会冒汗 D用干冰进行人工降雨2下列说法正确的是（ ）ASiO2能和水发生化合反应生成硅酸 BSiO2是酸性氧化物，它不

6、溶于任何酸CSiO2的俗名叫水玻璃，不溶于水 DSiO2能溶于NaOH溶液中3将过量的二氧化碳通入下列溶液中，最终会出现浑浊的是（ ）A氯化钙溶液 B澄清的石灰水 C水玻璃 D硝酸钡溶液4熔融烧碱应选用的器皿是（ ）A铁制坩埚 B普通玻璃坩埚 C石英坩埚 D陶瓷坩埚5下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是（ ）A4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 B单质在加热时都能与氧气反应C氧化物都能溶于水生成相应的酸 D碳和硅两种元素都有能导电的单质二多选题6以下转化能一步反应实现的是ASiO2Na2SiO3 BCuSO4CuCl2 CSiO2H2SiO3 DCuOCu(OH)27CO是香烟烟雾中危害极大的物质，

7、关于CO的说法正确的是ACO与血红蛋白结合的能力比氧气强BCO是冶金工业上中的还原剂CCO是水煤气的主要成分之一DCO可用于人工降雨B组一、单选题1下列说法正确的是()A应用于光纤通讯材料的主要成分是SiO2B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玻璃和水晶的成分相同，只是在制作工艺上不同2下列说法中正确的是()ASiO2溶于水显酸性BSiO2是酸性氧化物，它不能与任何酸发生反应CSi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化合态存在3下列物质中能与二氧化硅起化学反应的是()浓HNO3水氢氟酸KOH溶液A B C D4地壳中含量位于

8、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高温下与氧化钙反应5在SiO23CSiC2CO反应中，氧化剂和还原剂的质量比为()A7:3 B7:6 C1:2 D2:16能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是()ACO2是气体，SiO2是固体 B高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2CCO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 DCO2通入Na2SiO3溶液中析出硅酸沉淀7能证明SiO2是酸性氧化物的是()ASiO23CSiC2CO BSiO22NaOH=Na2SiO3H2OCSiO24HF=SiF42H2O DSiO2Na2CO3N

9、a2SiO3CO28将过量的CO2分别通入CaCl2溶液；Na2SiO3溶液；NaAlO2溶液；饱和Na2CO3溶液；Ca(OH)2溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是()A B C D二双选题9下列离子方程式不正确的是()A石英与烧碱溶液反应：SiO22OH=SiOH2OB向氢氧化钠溶液中通入过量CO2：CO22OH=COH2OC向硅酸钠溶液中加入盐酸：2HSiO =H2SiO3D向碳酸钙上滴稀硝酸：CO2H=H2OCO210下列关于硅酸的说法正确的是()A用反应Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3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

10、难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应D硅酸酸性比碳酸弱11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B根据SiO2CaCO3CaSiO3CO2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难溶于水三填空题12古希腊流传这样一个传奇故事。一批贩运纯碱的商船停泊在江边的沙岸旁，商人们找不到石头来搭灶煮饭，就把船上的大块纯碱搬来，放在沙地上垫锅做饭，饭熟后商人们惊奇地发现“灶”变成了晶莹透明的固体。这固体是_。主要成分是_。13用多种方法鉴别下列一组白色粉未物质：Na2CO3和SiO2 (注：能够写化学反应方程式

11、的写出化学反应方程式；鉴别方法可以不用填满，若序号不够也可以自己再添)。 ； ； 。14为确认HCl、H2CO3、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：(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_。第二课时【学习目标】1了解硅及硅酸钠的重要性质和用途2了解硅酸盐产品的性能、用途3认识硅及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响【点拨解惑】1硅酸盐的表示方法简单硅酸盐一般直接用盐的化学式表示。如硅酸钠：Na2SiO3；硅酸

12、钙：CaSiO3复杂的硅酸盐通常用氧化物式表示。如镁橄榄石（Mg2SiO4）表示为：2MgO·SiO2。改写方法如下：（1）除氧元素外，其它元素按配制前后原子个数守恒配制，根据化合价写出氧化物形式最后检查氧原子是否守恒；K2O· Al2O3·3SiO21212（2）一般顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水（3）计量数出现分数时应化为整数。如长石（KAlSiO3O8）不能写成而应写成：K2O·Al2O3·6SiO2 硅酸盐可以用氧化物的形式表示，但实际上不是以简单的氧化物形式存在，而是以复杂的盐的形式存在【例1】用氧化物的形式表示硅酸盐

13、的组成，其中不正确的是()A钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示为 CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB镁橄榄石Mg2SiO4表示为 2MgO·SiO2C钾长石KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·3SiO2D高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为 Al2O3·2SiO2·2H2O【解析】硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，顺序为：活泼金属氧化物、二氧化硅、水。【答案】C【变式训练1】月球上有丰富的矿产资源。表层的沙土中含有大量的辉石（CaMgSi2O6）、钾长石

14、（KAlSi3O8）和橄榄石（MgFeSiO4）等。下列说法不正确的是（ ） A辉石、钾长石和橄榄石均属于硅酸盐矿 B钾长石可以表示为K2O·Al2O3·6SiO2 C橄榄石中铁的化合价为+2价 D辉石能完全溶于足量的盐酸中2硅单质的制备与精制高温 硅单质是由其氧化物制得的，主要分为两个阶段：（1）制粗硅：SiO2 + 2C = Si + 2CO加热高温（2）粗硅的提纯：有一种工艺原理是：Si + 2Cl2 = SiCl4 SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl950300【例2】（双选）制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯硅常用以下反应实现Si(s)3HCl

15、()=SiHCl3()H2() SiHCl3H2=Si3HCl对上述两个反应的下列叙述中，错误的是 ( )A两个反应都是置换反应 B两个反应都是离子反应 C反应互为可逆反应 D两个反应都是氧化还原反应【解析】两个反应都符合置换反应的定义，也符合氧化还原反应的定义。而两个反应都不是在水溶液中发生的反应，没有离子参与其中，所以不是离子反应。两个反应的温度条件不同，所以也不是互为可逆反应。【答案】BC【变式训练2】新型无机材料碳化钛（TiC）碳化硼（B4C）氮化硅（Si3N4）等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温下进行，在合成工艺中必须注意 （ ）A通入足量的氧气 B避免与氧气接触C可在氮气气氛

16、中合成 D通入少量氧气【课堂练习】1下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 ()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料ABCD2几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示： (1)写出图示反应的几种物质的化学式：A_，B_，C_，D_，E_。(2)写出下列反应的化学方程式：BA：_ _；BE：_ _。(3)写出下列溶液中反应的离子方程式：AD_；DC_。 【课外作业】A组一单选题1下列物质的成分不含硅酸盐的是（ ）A石英玻璃 B陶瓷 C普通水泥 D砖瓦2Na2OCaO6SiO2是一种（ ）A含氧酸 B

17、硅酸盐 C氧化物 D混合物 3已知普通玻璃可用Na2O.CaO.6SiO2来表示，则其中Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的物质的量之比为：（ ）A1：1：6 B1：1：4 C2：1：6 D2：1：44有关硅元素的下列叙述中正确的是（ ）A硅与任何酸都不反应 B硅是构成矿物岩石的主要原料，其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐C硅的性质很稳定，能以游离态存在于自然界D常温时硅不与任何物质反应5下列物品或设备：水泥路桥、门窗玻璃、水晶镜片、石英钟表、玛瑙手镯、硅太阳能电池、光导纤维、计算机芯片。含有SiO2成分的是（ ）AB C D全部二、多项选择题6不能溶解硅单质的是 A.氢氟酸 B.盐酸 C.

18、硫酸 D.水玻璃7碳是自然界的基本构成元素之一，在自然界中，不停地转化、循环，构成了生机盎然的物质世界，下图为自然界中碳的循环图。下列有关分析合理的是A过程中有另外的含碳物质产生B碳元素在自然界中的循环主要是通过CO2的生成和消耗来实现的C加速过程将有利于社会的可持续发展D只有使图中所示的各转化的总体积保持基本平衡，才能维持大气中的CO2的含量相对稳定B组一、单选题1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SiOB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DNa2SiO3是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂2分析某硅酸盐得如下结果

19、：SiO2 45.7%、Al2O3 38.41%、K2O 12.1%、H2O 4.42%，该盐的化学式为()AK2O·Al2O3·2SiO2·2H2OBK2O·Al2O3·4SiO2·H2OCK2O·2Al2O3·5SiO2·2H2ODK2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O34熔融烧碱应选用的器皿是()A石英坩埚 B普通玻璃坩埚C生铁坩埚 D陶瓷坩埚5下表各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是()选项XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CC

20、COCO2DSiSiO2H2SiO36取2.8g某元素的单质X在一定条件下与氧气充分作用，得到6g化合物XO2，该元素是()A碳B硅 C铝 D钠7下列物质久置空气中(不考虑水分蒸发或吸收空气中的水分)变质，且能析出固体，加入硝酸时固体不溶解的是()A澄清石灰水 B水玻璃 C盐酸 D氯化钙溶液8下列叙述错误的是()A光导纤维的主要成分是硅酸盐B过氧化钠可用于呼吸面具作为氧气的来源C氧化铁常用作红色油漆和涂料D常温下可用铁制或铝制容器盛装浓硫酸9下列关于硅和硅的化合物的叙述，不正确的是()二氧化硅的晶体结构与金刚石相似，都是立体网状结构硅是地壳中含量最多的非金属元素晶体硅是良好的半导体材料二氧化硅

21、是制造光导纤维的重要原料SiO2分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的SiO2是酸性氧化物，它可溶于水生成硅酸A B C D10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Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为 ()ACaO·MgO·SiO2·H2O B2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC2CaO·MgO·SiO2·2H2O D5CaO·2MgO·8SiO2·H2O二、双选题11下列溶液可以盛放在玻璃

22、瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是()A硅酸钠溶液B氢氟酸 C氢氧化钠溶液 D氯化钠溶液12在下列所示的转化关系中，x不可能是()X氧化物氧化物AH2BSi CNaDC13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，碳占第一位D碳在自然界中的存在形式既有游离态也有化合态，硅在自然界中的存在形式只有化合态14下列离子在水溶液中不能大量共存的是()A K、HCO、Ca2、Cl- BOH、Na、Mg2、HCOCNa、H、Cl、NO DNa、SiO、H、Cl三、填空题：15有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在氧气中完全

23、燃烧只得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度为氧气密度的1.375倍。B固体可溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后得到C，C在高温时软化，无固定熔点。(1)A为_，有关反应的化学方程式_；(2)B为_，有关反应化学方程式_；(3)C为_。16(1)将下列硅酸盐改写成氧化物的形式：()镁橄榄石(Mg2SiO4)：_ _；()高岭石Al2(Si2O5)(OH)4：_ _。(2)许多含氧酸及盐类均可以类似地改写为氧化物形式，请继续改写以下物质：

24、HNO3_ _；HCOOH_ _；KAl(SO4)2·12H2O_ _；通过以上改写可知，HNO3的酸酐为_，HCOOH与H2SO4反应可制_气体。(3)三硅酸镁(2MgO·3SiO2·nH2O)被用来治疗胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久，写出三硅酸镁与盐酸(胃酸含有盐酸)反应的化学方程式：_ _17已知硅及其化合物之间存在如图转化关系。其中A是制造芯片和光电池的主要原料；B是含硅化合物中的一种气体；某些C可作干燥剂或催化剂的载体；D是一种黏合剂，能将磨砂玻璃黏合在一起；E是一种比H2CO3酸性还弱的酸。试回答下列问题：(1)写出A、C、E

25、的化学式：A_、C_、E_。(2)反应中，属于氧化还原反应的是_，属于置换反应的是_，属于离子反应的是_。第四章第一节 无机非金属材料的主角硅参考答案第一课时【点拨解惑】1.比较碳、硅的异同点？周期表中的位置 原子结构示意图 在自然界中的存在碳第二周期A族单质、化合物硅第三周期A族化合物【变式训练1】A2.比较CO2和SiO2的化学性质差异CO2 SiO2能否与水反应能不能能否与氧化钙反应能高温时能能否与氢氧化钠溶液反应能能能否与氢氟酸反应不能能能否与碳反应能能【变式训练2】C【课堂练习】1、D 2、C 高温3、（1） +4 （2）SiO2 SiO2+2C = Si +2CO (3) CaSiO3 Na2SiO3【课外作业】A组 1、B 2、D 3、C 4、A 5、C 6、AB 7、ABCB组1、A 2、D 3、D 4、B 5、C 6