无机非金属材料的主角——硅
第四章 非金属及其化合物
1 无机非金属材料的主角——硅（第一课时、第二课时）
【学习目标】
1.了解SiO 2、H 2SiO 3的主要性质。
2.了解硅、硅酸盐的主要性质。
3.了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。
4.了解晶体硅的重要用途。
【学习重点】二氧化硅的性质；硅酸盐的丰富性和多彩性
【自主学习、探究新知】
1.硅在地壳中的含量仅次于 ，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上；硅原子最外层有 个电子，主要形成 价的化合物。
【基础知识、加强记忆】
一、二氧化硅
1.存在：存在形态有 形和 形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。
2.物理性质：熔点： 硬度： 溶解度：
3.化学性质：
4．用途
(1)沙子是基本的建筑材料。
(2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。
(3) 和玛瑙制作饰物和工艺品。
二、硅酸
1．硅酸的性质
(1)弱酸性
向Na 2SiO 3溶液中通入CO 2，反应的化学方程式为
结论：H 2SiO 3酸性比H 2CO 3酸性 。
(2)不稳定性
H 2SiO 3受热易分解，反应方程式为：
H 2SiO 3=====△SiO 2＋H 2O 。
2．硅酸的制备
可溶的硅酸盐与较强的酸反应可制得硅酸，Na 2SiO 3与盐酸反应的化学方程式为
3．硅酸的存在及用途
(1)浓度小时：形成硅酸溶胶；
(2)浓度大时：形成 。
(3)硅胶
硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶称为“ ”，具有强的 ，常用
作干燥剂或催化剂的载体。
三、硅酸盐
1．概念：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。
2．硅酸盐的性质
硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很。
3．硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。
例如：Na2SiO3：；
长石KAlSi3O8：；
4．最常见的硅酸盐——Na2SiO3
Na2SiO3的水溶液俗称，能制备硅胶和木材防火剂。
5．三种常见的硅酸盐产品
6.其他含硅的物质
四、硅单质
1．种类：单质硅有和两类。
2．结构：晶体硅的结构与金刚石相似。
3．性质
(1)物理性质：
(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与、发生反应。4．用途
(1)半导体材料，如硅芯片等。
(2)新型能源，如光电池等。
【运用新知、比比谁强】
一、二氧化硅的性质及其应用
1．二氧化硅属于酸性氧化物，理由是() A．硅属于非金属元素
B．SiO2对应的水化物是可溶性弱酸
C．SiO2与强碱反应生成盐和水
D．SiO2不能与酸反应
2．下列关于SiO2的说法中错误的是() A．SiO2分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的
B．在SiO2晶体中，每个硅原子与4个氧原子相连
C．石英、水晶、玛瑙的主要成分都是SiO2
D．自然界中SiO2主要存在于石英矿和硅酸盐中
3．下列关于SiO2的叙述中正确的是()
①SiO2能与水反应生成硅酸②SiO2对应的水化物是可溶性弱酸③硅原子和碳原子
的价电子数相同，SiO2和CO2分子结构也相同④SiO2既能与氢氧化钠溶液反应又能与氢氟酸反应，故SiO2是两性氧化物⑤SiO2中硅元素为＋4价，故SiO2有氧化性⑥在SiO2中，每个硅原子结合2个氧原子
A．①③⑤B．①④⑥
C．只有③D．只有⑤
二、硅酸的制取和性质
4．可用来制取硅酸的反应是() A．硅酸钙中加入稀硫酸
B．SiO2加入沸水中
C．硅酸钙中加入稀硝酸
D．Na2SiO3溶液中加入盐酸
5．向下列溶液中滴加稀硫酸生成白色沉淀，继续滴加稀硫酸，沉淀溶解的是() A．Na2SiO3B．BaCl2
C．FeCl3D．NaAlO2
6．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是() A．CO2是气体，SiO2是固体
B．二氧化硅的熔点比二氧化碳高
C．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
D．CO2通入Na2SiO3中析出硅酸沉淀
7．硅酸钠是制备硅酸的原料，向硅酸钠的水溶液中滴加1～2滴酚酞试液，溶液显________色，再逐渐滴入稀盐酸，现象为_______________________________________________ ________________________________________________________________________，反应的化学方程式为________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
硅酸钠溶液在空气中放置一段时间会变浑浊，反应的化学方程式为________________ ________________________________________________________________________，说明酸性：_____________________________________________________________。8．下列物质中，导电性介于导体和绝缘体之间的是()
①晶体硅②金属铝③石墨④晶体锗⑤金刚石
A．只有①B．只有⑤
C．②和③D．①和④
9．晶体硅与金刚石的结构相似。常温下硅的化学性质稳定，下列关于硅的叙述正确的是
() A．硅元素在自然界中主要以单质的形式存在
B．硅元素是一种亲氧元素，在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在
C．Si即使在高温下也难与O2等反应
D．Si与所有的酸都不反应
10．制备硅单质时，主要化学反应如下：
①SiO 2(石英砂)＋2C(焦炭)=====高温
Si(粗硅)＋2CO ↑；
②Si(粗硅)＋2Cl 2=====加热SiCl 4；
③SiCl 4＋2H 2=====高温Si(纯硅)＋4HCl ，下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是( )
A ．①③为置换反应
B ．①②③均为氧化还原反应
C ．②为化合反应
D ．三个反应的反应物中硅元素均被还原
11． 唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于 ( )
A ．氧化铝
B ．二氧化硅
C ．硅酸盐
D ．合金
12．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是 ( )
材料 主要化学成分
A 刚玉、金刚石 三氧化二铝
B 大理石、石灰石 碳酸钙
C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐
D 沙子、石英 二氧化硅
13．下列物质是纯净物的是 ( )
A ．玻璃
B ．水泥
C ．纯碱
D ．水玻璃
14．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)SiO 2是玻璃的成分之一，SiO 2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 工艺师常用____________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(2)用Na 2SiO 3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na 2SiO 3的用途可作______________的原料。
(3)工业上常用2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO ↑制备硅单质，该反应中有元素化合价升高的物质是__________(填化学式，下同)，氧化剂是__________。