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第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第一课时主备人：于小凤时间：2009年11日课程标准: 知道硅在自然界以SiO2及硅酸盐的形式存在了解SiO2与HF、碱性氧化物、强碱的反应省教学要求：掌握SiO2的存在形式和SiO2的性质掌握H2SiO3的弱酸性、制备方法及硅胶的应用教学目标：知识与技能使学生了解硅在自然界中的含量及存在形式。
使学生了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质。
过程与方法引导学生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），培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法。
情感、态度与价值观使学生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。
教学重点：二氧化硅及硅酸的性质教学难点：二氧化硅的结构及二氧化硅、硅酸的主要性质Ⅰ课前检测:阅读教材P74第1、2、3自然段及资料卡片内容，完成知识整理：1、硅在地壳中的含量仅次于，硅原子和碳原子的最外层均有个电子，二者既相似又不同。
碳和硅的原子结构示意图分为、主要形成四价的化合物。
是构成有机物的主要元素，硅主要以熔点很高的及的形式存在。
是构成岩石与许多矿物的基本元素。
Ⅱ课堂新授【新课导入】在上一章我们研究了金属及其化合物的性质，在已发现的一百多种元素中，金属占了绝大多数，非金属只有二十几种（包括稀有气体）。
但是，与金属相比，非金属的性质要复杂得多。
金属只有正价，单质只有还原性；而非金属有多种化合价（举例：S），化合物中一定含有非金属元素，C就是构成有机物的主要元素，没有C就没有生命。
总之非金属与人类息息相关，现在我们就来学习第四章非金属及其化合物。
本节课首先来学习无机非金属材料的主角——硅【板书】第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅【思考】碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O②酸性氧化物的通性与碱性氧化物反应：SiO2+CaO＝CaSiO3（炼铁造渣）与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（Na2SiO3水溶液俗名水玻璃，有粘结性）⑸SiO2的用途二、硅酸(H2SiO3)1、物理性质：白色胶状沉淀2、化学性质：酸性：H2SiO3 < H2CO33、制法：①可溶性硅酸盐与酸反应：②将CO2通入Na 2SiO3溶液中：Na2SiO3+CO2+H2O = H2SiO3↓+Na2CO34、用途：【练习】1、下列叙述中，正确的是（）A、自然界中存在大量单质硅B、石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C、二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸、碱发生化学反应D、自然界中二氧化硅都存在于石英矿中2、下列关于二氧化硅的用途说法正确的是（）①制造水泥；②制光导纤维；③制造手表；④制坩埚；⑤制首饰Ａ、②④⑤Ｂ、①②④Ｃ、①②③④⑤Ｄ、①③⑤3、下列仪器的使用正确的是（）A、用石英坩埚熔化NaOH固体B、用玻璃试剂瓶保存HF溶液C、用磨口玻璃试剂瓶保存NaOH溶液D、用磨口玻璃试剂瓶保存浓HNO3教后反思：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
无机非金属材料的主角-硅____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．了解硅酸盐的重要用途及组成.2．了解硅的重要用途,了解硅单质的物理性质.3．掌握Na2SiO3的化学性质.知识点一.硅1.硅的化学性质.在常温下,硅的化学性质不活泼,不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等反应,但可与氟气、氢氟酸和强碱反应.①硅和氟气反应:Si+2F2==SiF4.②硅和氢氟酸反应:Si+4HF==SiF4↑+2H2↑.③硅和氢氧化钠溶液反应:Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑.④硅在氧气中加热:Si+O2SiO2.2. 硅的工业制法.SiO2＋2C Si(粗硅)＋2CO↑(注意产物)提纯:Si+2Cl2SiCl4；SiCl4+2H2Si+4HCl↑3.晶体硅的用途.用来制造半导体器件,制成太阳能电池、芯片和耐酸设备等.知识点二. 二氧化硅△1.物理性质:硬度大、熔点高,难溶于水.2.化学性质:①酸性氧化物的通性:SiO2是酸性氧化物,是H2SiO3的酸酐,但不溶于水:SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O (Na2SiO3是强的粘合剂)②弱氧化性:SiO2+2C Si+2CO↑③特性:SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O要点解释:（A）由于玻璃的成分中含有SiO2,故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞.（B）未进行磨砂处理的玻璃,在常温下是不易被强碱腐蚀的,故盛放碱液可以用玻璃瓶（不能用玻璃塞）.（C）因为氢氟酸腐蚀玻璃,与玻璃中的SiO2反应,所以氢氟酸既不能用玻璃塞、也不能用玻璃瓶保存,而应保存在塑料瓶或铅皿中.3.用途:①SiO2是制造光导纤维的主要原料.②石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等.③水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等.④石英砂常用作制玻璃和建筑材料.4.SiO2与CO2化学性质的比较物质二氧化硅(SiO2) 二氧化碳(CO2)与水反应CO2+H2O H2CO3与酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+NaOH=NaHCO3与碱性氧化物反应SiO+CaO CaSiO3CO2+Na2O=Na2CO32与碳反应SiO+2C Si+2CO↑CO2+C=2CO2知识点三.硅酸（H4SiO4、H2SiO3）△1.不稳定性:H2SiO3SiO2 +H2O2.极弱酸性:不能使酸碱指示剂变色:H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3+2H2O制备:Na2SiO3+CO2+H2O=H4SiO4↓(白色胶状)+Na2CO3或Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl,H4SiO4＝H2SiO3+H2O(不稳定、易分解)知识点四. 硅酸盐1.常用的硅酸盐是Na2SiO3,俗称“泡花碱”,易溶于水,其水溶液称为水玻璃,是一种矿物胶,密封保存.可用作肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂.2.硅酸盐改写为氧化物形式（顺序为:较活泼金属氧化物·金属氧化物·二氧化硅·水）如高岭石Al2(Si2O5)(OH)4改写为: Al2O3·2SiO2·2H2O再如:钾长石KAlSi3O8不能写成12K2O·12Al2O3·3SiO2,应写成K2O·Al2O3·6SiO2.3.无机非金属材料.①传统无机非金属材料:陶瓷、玻璃、水泥.水泥的主要成分:3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3普通玻璃的主要成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2②新型无机非金属材料:高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷.类型一:硅例1．下列关于硅的说法不正确的是（）A．硅是非金属,但它的单质是灰黑色且有金属光泽的固体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起反应D．当加热到一定温度时,硅能与氧气等非金属反应解析:硅是一种具有金属光泽的灰黑色固体,A正确；硅是良好的半导体材料,B正确；硅在常温下可与氟气、强碱溶液反应,C错误；在加热时,硅与氧气、氯气等反应,D正确.答案: C类型二:硅的化合物例2.在一定条件下,下列物质不能与二氧化硅反应的是（）①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤浓硝酸⑥烧碱溶液⑦氧化钙⑧氮气A．③⑤⑦⑧B．⑤⑦⑧C．⑤⑧D．⑤解析:SiO2作为酸性氧化物,可与强碱和碱性氧化物反应,在常温下SiO2可与氢氟酸反应,在加热时SiO2可被焦炭还原,可与碳酸钙、纯碱反应.答案: C例3.用4种溶液进行实验,下表中“操作及现象与溶液”对应关系错误的是（）解析: A项,Na2SiO3溶液中通入CO2发生反应:Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3（胶体）,继续通CO2至过量,硅酸胶体不溶解.B项,NaAlO2溶液通入CO2,生成不溶于水的Al(OH)3,Al(OH)3不溶于H2CO3,浑浊不消失.C项,Ca(ClO)2溶液通CO2生成CaCO3沉淀和HClO,品红溶液遇HClO褪色；D项,Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2+2NaOH==CaCO3↓+Na2CO3+2H2O.答案: B例4.如右图所示,A、B、C、D分别代表有关反应中的一种化合物,其中物质A是一种高熔点化合物,不溶于硫酸、硝酸,却溶于氢氟酸.请填写以下空白.（1）A、B、C、D的化学式分别是________、________、________、________.（2）A→B的化学方程式是____________.（3）C→D的离子方程式是____________.解析:本题主要考查SiO2的特性.其突破口应从“A是一种高熔点的化合物,不溶于H2SO4、HNO3,却溶于氢氟酸”推断出A为SiO2,然后依此推出B为CO、C为CO2、D为H2SiO3.答案:（1）SiO2CO CO2H2SiO3高温（2）SiO2+2C Si+2CO↑（3）SiO 32―+CO2+H2O==H2SiO3+CO32－基础演练一．填空题1．下列说法不正确的是( )A．因SiO2不溶于水,故SiO2不是酸性氧化物B．在反应SiO2＋2C Si＋2CO↑中SiO2作氧化剂C．SiO2是一种空间立体网状结构的晶体,熔点高、硬度大D．氢氟酸能够刻蚀玻璃,故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸2．（2014年北京第二十中学月考试题）能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是( ) A．CO2溶于水生成碳酸,SiO2不溶于水也不能与水直接反应生成硅酸B．在高温条件下,SiO2和Na2CO3能发生反应:SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑C．SiO2的熔点比CO2高D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中,生成白色胶状沉淀,所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶3.由下列实验事实得出的结论正确的是( )A．由SiO2不能与水反应生成H2SiO3,可知SiO2不是H2SiO3的酸酐B．由SiO2＋2C Si＋2CO↑,可知碳的非金属性大于硅C．CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀,可知酸性H2CO3＞H2SiO3D．SiO2可与NaOH溶液反应,也可与氢氟酸反应,可知SiO2为两性氧化物4．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5．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③NaAlO2溶液；④饱和Na2CO3溶液；⑤Ca(OH)2溶液.最终溶液中有白色沉淀析出的是( )A．①②③④⑤B．②③④C．②④⑤ D．①②④6．下表各组物质中,满足下图物质一步转化关系的选项是( )7．（2014年聊城市第一中学月考试题）关于工业制金刚砂的反应:SiO2＋3C SiC＋2CO↑,下列说法正确的是( )A．SiO2是氧化剂,C为还原剂B．碳的还原性比硅强C．氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1D．1 mol SiO2参与反应时,转移4 mol电子8．下列关于SiO2性质的说法错误的是( )A．与强碱反应:SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O,盛放碱性药品的试剂瓶不能用玻璃塞B．与氢氟酸反应:SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O,可用来雕刻玻璃C．高温下与碱性氧化物反应:SiO2＋CaO CaSiO3,可用来做石英坩埚D．与水反应:SiO2＋H2O===H2SiO3,具有酸性氧化物的通性9．下列应用与二氧化硅的性质无关的是( )A ．氢氟酸不能用玻璃瓶盛装B ．实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞C ．可用来做石英钟、石英表,耐高温的石英玻璃D ．硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体10．试管中加入3～5 mL Na 2SiO 3饱和溶液,滴入2～3滴酚酞试液,再用胶头滴管逐滴滴入稀盐酸,边滴边振荡,至红色变浅并接近消失停止,下列解释错误的是( )A ．发生的反应为Na 2SiO 3＋2HCl===H 2SiO 3↓＋2NaClB ．滴加酚酞呈红色,说明硅酸钠溶液呈碱性C ．盐酸的酸性比硅酸强D ．盐酸的酸性比硅酸弱 11．下列说法正确的是( )A ．SiO 2是酸性氧化物,它可以与强碱反应,但不能与所有的酸反应B ．根据反应SiO 2＋CaCO 3=====高温CaSiO 3＋CO 2↑,可推知硅酸的酸性比碳酸的强 C ．CO 2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 D ．CO 2与SiO 2均可溶于水生成相应的酸 12．下列关于二氧化硅的说法正确的是( )A ．工业上用二氧化硅制取单质硅时,理论上1 mol C 能置换出1 mol SiB ．二氧化硅具有酸性氧化物的通性C ．二氧化硅能与碱反应,不能与任何酸反应D ．由于硅酸比碳酸的酸性弱,故二氧化硅不能与碳酸钠反应 二．填空题13．某学生设计了如下图所示的装置,一次实验即可达到比较HCl 、H 2CO 3、H 2SiO 3酸性强弱的目的(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,分液漏斗所盛试剂为________.(2)装置B所盛试剂是________,其作用是_________________.(3)装置C所盛试剂是________,C中反应的离子方程式是__________________________________________.14.A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成,且四种化合物中阴、阳离子各不相同.已知:A.回答下列问题:(1)写出A、B、C、D的化学式:A__________,B__________,C__________,D__________.(2)写出A溶液与B溶液反应的离子方程式:______________________________________.(3)请选出适合存放A、C、D溶液的试剂瓶的序号:巩固提高一．选择题1．下列叙述中,正确的是( )A．自然界中存在大量的单质硅B．石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C．二氧化硅的化学性质活泼,能跟酸或碱的溶液发生化学反应D．自然界中硅元素都存在于石英中2．下列关于二氧化硅的说法中正确的是( )A．二氧化硅溶于水所得溶液能使紫色石蕊溶液变为红色B．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可得白色胶状沉淀硅酸C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸酸性比碳酸强D．二氧化硅是酸性氧化物,不溶于任何酸溶液3．下列物质:①氢氟酸,②浓H2SO4,③烧碱溶液,④Na2CO3固体,⑤氧化钙,⑥浓HNO3,其中在一定条件下能与SiO2反应的有( )A. ①②⑥B. ②③⑥C. ①③④⑤ D．全部4．熔融氢氧化钠所选用的器皿是( )A．陶瓷坩埚 B．石英坩埚C．普通玻璃坩埚 D．生铁坩埚5.下列关于硅酸的说法正确的是( )A．硅酸可以通过SiO2和水的化合反应制得B．用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的原理C．硅酸难溶于水,不能与NaOH溶液反应D．硅胶可用作袋装食品的干燥剂6．(双选)下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成的是( )A．SiO2→Na2SiO3B．SiO2→H2SiO3C．SiO2→CaSiO3D．Na2SiO3→SiO27．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SiO2,SiO2能与NaOH溶液反应C．C和Si属于同一主族,所以CO2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8．（2015年上海高考题改编）下列反应的离子方程式中,不正确的是( )A．二氧化硅和氢氟酸反应:SiO2＋4H＋===Si4＋＋2H2OB．二氧化硅和氢氧化钾溶液反应:SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2OC．水玻璃中滴入盐酸:SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓D．碳酸钡滴加稀硝酸:BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑二．填空题9．如何用所提供的试剂和方法除去各混合物粉末中的杂质(括号内为杂质)?将所选答案的编号填入表中相应的空格内(如果不需补加试剂,则对应答案栏可空着).可供选择的试剂:A．盐酸；B.NaOH溶液；C.O2；D.H2O；E.CO2可供选择的操作:①分液；②加热；③过滤；④结晶10.①X为不溶于水的坚硬固体,Z无固定熔点,是现代建筑中不可缺少的装饰材料；②无色气体A是引起温室效应的主要气体；③B、D均为难溶于水的白色固体；④高纯度的F是制造电脑芯片的一种非金属单质.据此回答下列问题:(1)B的化学式是________,F的名称是______.(2)由X、Y制F的过程中,Y作________(填“氧气”或“还原”)剂.(3)转化①的化学方程式为________________. (4)转化②(A 少量)的离子方程式为________.一．选择题1．下列关于硅和硅的化合物的叙述,不正确的是( )①二氧化硅的晶体结构与金刚石相似,都是立体网状结构 ②硅是地壳中含量最多的非金属元素 ③晶体硅是良好的半导体材料 ④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料 ⑤SiO 2分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的 ⑥SiO 2是酸性氧化物,它可溶于水生成硅酸 A ．①②⑥ B ．①⑤⑥ C ．③④⑤⑥ D ．②⑤⑥2．下列说法正确的是( )①二氧化硅熔点很高,可用作耐高温材料,如高温下用石英坩埚熔融氢氧化钠 ②化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无溶剂合成,玛瑙的主要成分是硅酸盐 ③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料 ④碳化硅俗称金刚砂,具有金刚石的结构,硬度大,可作砂轮的磨料 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利于环保、节能 A ．①②③ B ．②③④ C ．③④⑤D ．②③⑤ 3．（2014年兰州市第一中学月考试题）下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( )A ．在粗硅的制取中发生反应2C ＋SiO 2=====高温2CO↑＋Si,硅被还原,所以碳的还原性大于硅的 B ．硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞的试剂瓶中 C ．用SiO 2制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后通入CO 2 D ．由Na 2CO 3＋SiO 2=====高温CO 2↑＋Na 2SiO 3可知,硅酸的酸性大于碳酸的 4.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 ．碳和硅在自然界的存在形式都是既有游离态也有化合态 5．材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是( )A ．硅酸盐的种类很多,结构也很复杂,通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成B ．硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下,风化为黏土,并且形成土壤胶体C ．水玻璃长期暴露在空气中会变质,这是因为水玻璃主要发生了氧化还原反应D ．传统无机非金属材料的优缺点:抗腐蚀、耐高温,质脆、经不起冲击 7．下列材料的特性及用途的说法中不正确的是( )A ．光导纤维传导光的能力很强,是非常好的通讯材料B ．氧化铝陶瓷具有两性,不可以用于制耐高温设备C ．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用来制造轴承D ．人造刚玉硬度高,可用来制造刚玉球磨机 8．用石英制取并获得高纯硅的主要化学反应如下:①SiO 2＋2C=====高温Si(粗)＋2CO↑ ②Si(粗)＋2Cl 2=====△SiCl 4 ③SiCl 4＋2H 2=====高温Si(纯)＋4HCl下列关于上述反应的分析不正确的是( ) A ．①③属于置换反应,②属于化合反应 B ．高温下焦炭与氢气的还原性均强于硅的C ．任一反应中,每消耗或生成28 g 硅,均转移4 mol 电子D ．高温下将石英、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅9．下列物品或设备:①水泥路桥,②门窗玻璃,③水晶镜片,④石英钟表,⑤玛瑙手镯,⑥硅太阳能电池,⑦光导纤维,⑧计算机芯片.所用材料为SiO 2或要用到SiO 2的是( )A ．⑥⑧B ．①②⑦⑧C ．①②③④⑤⑦D ．全部10．不用任何试剂就可以将①Na 2SiO 3,②Na 2SO 4,③CuCl 2,④KCl ,⑤Ba(NO 3)2,五种溶液鉴别出来的顺序是( ) A ．③④⑤①② B ．③①⑤②④ C ．①③④②⑤D ．③②①⑤④ 11．（2015年高考试题广东卷改编）工业上常用SiO 2与C 在高温下发生反应制造粗硅,粗硅中含有SiC,其中Si 和SiC 的物质的量之比为1∶1.下列说法正确的是( )A ．SiC 是一种新型无机非金属材料,任何条件下都不可能在空气中燃烧B．制造粗硅时的反应:2SiO2＋5C高温,Si＋SiC＋4CO↑C．Si、SiO2能用NaOH溶液分离D．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维12．(双选)有一粗铝,含铁和硅两种杂质.取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中,放出等量的H2,则该粗铝中铁和硅的关系正确的是( )A．物质的量比为1∶1 B．物质的量比为2∶1C．质量比为4∶1 D．质量比为2∶1二．填空题13．硅单质及其化合物应用范围很广.请回答下列问题.(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅.三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:石英砂――→焦炭高温粗硅――→HCl573 K以上SiHCl3粗SiHCl3纯――→H21 357 K高纯硅①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:_________________________________________________________.②整个制备过程必须严格控制无水无氧.SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式:______________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是_____________________________.(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母).A．碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥B．氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高E．盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅14．在电子工业中利用镁制取硅的反应为:2Mg＋SiO22MgO＋Si,同时会发生副反应:2Mg＋SiMg2Si,Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),SiH4在常温下是一种不稳定、易自燃的气体.下图是进行Mg与SiO2反应的实验装置.试回答下列问题:(1)由于O2的存在对该实验有较大影响,实验中应通入X气体作为保护气.试管中的固体药品可选用________(填序号).①石灰石②锌粒③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_____________________________.(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:①____________________________________________________________________________；②__________________________________________________.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．下列关于硅的说法不正确的是()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发生反应D．加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应2．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是()A．水玻璃是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D．水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质3．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说:“中国至少在距今3 000年以前,就已经使用玻璃了.”下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起4.歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目,但古瓷中所用颜料成分一直是个谜,近年来科学家才得知大多为硅酸盐,如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2O x,铜的化合价为＋2),下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是()A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B．性质稳定,不易脱色C．易溶于强酸和强碱D．x等于65．(双选)下列表述正确的是()A．人造刚玉熔点很高,可用作高级耐火材料,主要成分是二氧化硅B．化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无溶剂合成,玛瑙的主要成分是硅酸盐C．三峡大坝的建成使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料D．太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利于环保、节能6．（2015年高考试题全国卷改编）下列说法正确的是()A．陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品B．水晶、玛瑙、石英、石棉的主要成分都是SiO2C．SiO2很稳定,与所有的酸都不反应D．将石棉(CaMg3Si4O12)的化学式改写成氧化物的形式:3(MgO·CaO)·4SiO27．科学家提出:“硅是21世纪的能源,未来的石油.”若硅作为一种普遍使用的新能源被开发利用,下列关于其有利因素的叙述中,错误的是()A．硅便于运输,贮存,从安全角度考虑,硅是最佳燃料B．自然界中存在大量的硅单质C．硅燃烧时放出大量的热量,且燃烧产物对环境污染程度低,容易有效控制D．硅作为能源,可以再生8．图为北京奥运会的奖牌——“金镶玉”牌,使用了昂贵的玉石材料,其化学成分多为含水钙镁硅酸盐,如Ca2Mg5Si8O22(OH)2等.下列说法正确的是()A ．Ca 2Mg 5Si 8O 22(OH)2可用氧化物的形式表示为2CaO·5MgO·8SiO 2·H 2OB ．从分类的角度看,Ca 2Mg 5Si 8O 22(OH)2为氧化物C ．玉石材料性质稳定,耐强酸和强碱的腐蚀D ．Ca 2Mg 5Si 8O 22(OH)2易溶于水 二．填空题9．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)下列物质不属于硅酸盐的是________. A ．陶瓷 B ．玻璃 C ．水泥D ．生石灰(2)SiO 2是玻璃的主要成分之一,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.(3)用Na 2SiO 3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧,说明Na 2SiO 3可用作________.Na 2SiO 3可通过SiO 2与纯碱混合高温熔融反应制得,高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________.A ．普通玻璃坩埚B ．石英玻璃坩埚C ．氧化铝坩埚D ．铁坩埚(4)工业上常利用反应2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑制备硅单质,该反应中所含元素化合价升高的物质是__________(填化学式,下同),氧化剂是__________.10．某课外活动小组测得某硅酸盐所含氧化物的质量分数如下表:(1)(2)1 mol 该硅酸盐与足量稀盐酸完全反应,需要HCl________ mol. (3)工业上制普通玻璃的化学方程式为________________.(4)用该硅酸盐制成的坩埚________(填“能”或“不能”)用来熔化NaOH 固体.课程顾问签字： 教学主管签字：本讲参考答案基础演练一．填空题1．A 2．D 3．C 4．D 5．B 6．C 7．D 8．D 9．D 10．D 11．C 12．B 二．填空题 13．(1)稀盐酸(2)饱和NaHCO 3溶液 除去盐酸中挥发出的HCl 气体 (3)Na 2SiO 3溶液 SiO 2－3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3(胶体)＋CO 2－3 14．(1)HCl Na 2SiO 3 AgNO 3 KOH (2)SiO 2－3＋2H ＋===H 2SiO 3↓ (3)① ③ ② 巩固提高 一．选择题1．B 2．B 3．C 4．D 5．D 6．BD 7．B 8．A 二．填空题9．(1)A ③ (2)B ③ (3)D ③④ (4)A ③ (5)不加试剂 ② (6)D ③ 10．(1)CaCO 3 硅 (2)还原 (3)SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O(4)CO 2＋SiO 2－3＋H 2O===H 2SiO 3(胶体)＋CO 2－3 当堂检测 一．选择题1．D 2．C 3．C 4．B 5．A 6．C 7．B 8．D 9．C 10．B 11．B 12．BC二．填空题13.(1)①SiHCl 3＋H 2=====高温Si ＋3HCl②SiHCl 3＋3H 2O===H 2SiO 3↓＋H 2↑＋3HCl↑ 高温下,H 2遇O 2可能发生爆炸；氧气可能会氧化SiHCl 3 (2)B 、C14． (1)② (2)防止在加热条件下H 2和O 2混合发生爆炸 (3)Mg 2Si ＋4HCl===2MgCl 2＋SiH 4↑ SiH 4＋2O 2===SiO 2＋2H 2O 家庭作业 一．选择题1．C 2．D 3．B 4．C 5．CD 6．A 7．B 8．A 二．选择题9． (1)D (2)SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O 氢氟酸(3)防火剂 D (4)C SiO 2 10．(1)CaO·Al 2O 3·3SiO 2·3H 2O (2)8(3)SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑、SiO 2＋CaCO 3=====高温CaSiO 3＋CO 2↑ (4)不能。
必修一-第四章-第一节-无机非金属材料的主角——硅【要点梳理】要点一、硅（Si）硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧元素，主要以化合态存在（SiO2、硅酸盐），是矿物岩石的主要成分1.种类及结构单质硅分为晶体和无定形两种，晶体硅的结构与金刚石类似2.晶体硅的性质（1）物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体，熔点高（1410℃）、硬度大、质地脆，可作半导体（2）化学性质：常温下化学性质稳定，可与氟气、氢氟酸和强碱反应，不与其他物质发生反应硅和氟气反应：Si + 2F2＝ SiF4硅和氢氟酸反应：Si + 4HF ＝ SiF4↑+ 2H2↑硅和氢氧化钠溶液反应：Si + 2NaOH + H2O ＝ Na2SiO3 + 2H2↑硅在氧气中加热：Si + O2 △SiO2规律总结：硅与烧碱溶液反应的实质是：Si+3H2O △H2SiO3+2H2↑； H2SiO3+2NaOH ＝ Na2SiO3+2H2O从分步反应看，起氧化作用的只是H2O，而NaOH既不是氧化剂又不是还原剂，仅为反应物。
其电子转移情况为：3.硅的工业制法4.硅的用途：半导体材料，太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等要点二、二氧化硅（SiO2）1.存在：存在形态为结晶形（如石英）和无定形（如硅藻土），统称为硅石。
水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分是SiO2，沙子中含有小粒的石英晶体2.结构：SiO2晶体是立体空间网状结构，每个Si原子结合4个O，每个O结合2个Si，N（Si）：N（O）=1：2 3.物理性质：熔点高、硬度大、不溶于水的无色透明晶体或白色粉末。
4.化学性质：（1）稳定性：不与水、一般的酸反应，但能与HF反应（2）具有酸性氧化物的性质：与CaO反应：SiO2 + CaO 高温CaSiO3与NaOH反应：SiO2 + 2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O5.用途：（1）建筑材料（2）制光导纤维（3）制石英坩埚6.二氧化碳与二氧化硅性质比较SiO2CO2类别酸性氧化物酸性氧化物主要存在环境岩石、石英、沙子和硅藻土空气结构化学式意义仅表示Si、O的原子个数比为1：2 CO2分子构成晶体中有无单个分子无有物理性质无色透明晶体或白色粉末无色无味气体，密度比空气大，能溶于水（常温下体积比为1：1）化学性质与碱性氧化物反应SiO2 + CaO高温CaSiO3CO2 + CaO ＝ CaCO3与碱反应SiO2 + 2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O CO2 + 2NaOH ＝ Na2CO3 + H2O与盐反应SiO2 + Na2CO3高温Na2SiO3 + CO2↑Na2CO3 + CO2 + H2O ＝ 2NaHCO3与水反应不反应CO2 + H2O ＝ H2CO3与C反应SiO2 + 2C高温Si + 2CO↑ C + CO2高温2CO 与HF反应SiO2 + 4HF ＝ SiF4↑+ 2H2O相互转化SiO2 + Na2CO3高温Na2SiO3 + CO2↑Na2SiO3 + CO2 + H2O ＝ Na2CO3 + H2SiO3↓H2SiO3SiO2 + H2O要点诠释：（1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱性溶液的试剂瓶用橡皮塞，不用玻璃塞（2）因为氢氟酸腐蚀玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，应保存在塑料瓶或铅皿中要点三、硅酸（H2SiO3）1.硅酸的制备实验步骤：向Na2SiO3溶液中滴加酚酞试液，然后滴入稀盐酸实验现象：滴加酚酞后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有白色胶状物质生成结论:Na2SiO3溶液呈碱性，生成难溶于水的H2SiO3。
第一节 无机非金属材料的主角——硅一、硅1．硅元素的存在硅元素在地壳中的含量仅次于氧元素，居第二位，硅酸盐及二氧化硅构成了地壳中大部2.其原子既不易失去电子也不易得到电子，主要形成四价化合物。
注意：①在地壳中的元素含量排前五位是“氧硅铝铁钙”②硅元素虽然比较稳定，但因为其为亲氧元素，故自然界中只有化合态无游离态。
二、硅单质单质硅有晶体和无定形两类（与碳相似），其结构与金刚石相似。
1.硅的性质⑴晶体硅是一种灰黑色、具有金属光泽的固体，硬度大、熔沸点高、有脆性，是良好的半导体材料。
⑵硅的化学性质很稳定，常温下除F 2、HF 、强碱外，一般不与其他物质反应，加热时可与O 2、Cl 2等反应。
2Si +2 NaOH+2H 2O = Na 2SiO 3+2H 2↑注.常见的硅酸盐—Na 2SiO 3Na 2SiO 3的水溶液俗称水玻璃，溶液呈碱性，能制备硅胶、木材防火剂、粘胶剂等。
2.硅的用途它在元素周期表中处于金属与非金属的过渡位置，故可做半导体，如硅芯片，光电池，太阳能板等。
3.硅的制备SiO 2粗硅) + 2CO ↑；Si( 粗硅) + 2Cl 4 ；SiCl 4 + 2H 2精硅) + 4HCl三、二氧化硅(SiO 2)1.SiO 2的存在（阅读课本P74）SiO 2主要以晶体和无定形两大形态存在，统称硅石。
沙子、石英、玛瑙和水晶的主要成分是结晶的SiO 2。
2. SiO 2的结构SiO 2晶体是有Si 和O 按1：2的比例所组成的立体结构，基本结构单元为 (正四面体)。
每个Si 周围结合4个O ，每个O 周围结合2个Si ，因此SiO 2晶体中不存在单个的二氧化硅分子。
3. SiO 2的物理性质熔点高、硬度大、不溶于水的固体4. SiO 2的化学性质⑴不与水、一般的酸反应。
⑵具有酸性氧化物的通性：①与CaO 反应的化学方程式为：SiO 2 + CaO 高温 CaSiO 3；②与强碱反应的化学方程式为：SiO 2+ 2NaOH Na 2SiO 3+H 2O ；注意：①虽然SiO 2是酸性氧化物，但是不能与水直接化合成硅酸：②粗糙的SiO 2可与NaOH 反应，故不能用带玻璃塞的玻璃试剂瓶保存⑶特性：与氢氟酸反应：SiO 2 + 4HF SiF 4↑+2H 2O ；(可用于雕玻璃)高沸点制低沸点：Na 2CO 3+ SiO 2CO 2 ++Na 2SiO 35．用途：⑴ SiO 2是制造光导纤维的主要原料⑵ 石英制造石英玻璃、石英电子表、石英钟等。
