第一节无机非金属材料的主角——硅1．了解SiO2的结构、性质和用途。

(重点)2．了解硅酸的制备和化学性质。

3．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。

4．了解硅的性质和用途。

(重点)5．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。

教材整理1 二氧化硅1．硅元素的存在2．二氧化硅(SiO2)(1)存在SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。

(2)结构SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体。

每个硅原子周围结合4个O原子，每个O周围结合2个Si原子。

(3)物理性质熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。

(4)化学性质(写出有关化学方程式)(5)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石英和玛瑙制作饰物和工艺品。

④实验室中使用石英坩埚。

教材整理2 硅酸(H2SiO3)1．物理性质硅酸是一种难溶于水的白色胶状物。

2．化学性质(1)弱酸性向Na2SiO3溶液中通入CO2，生成白色沉淀，反应的化学方程式为Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。

结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性弱。

(2)不稳定性H 2SiO 3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为H 2SiO 3=====△H 2O ＋SiO 2。

3．制备Na 2SiO 3溶液中加入盐酸，反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3(胶体)。

4．存在及用途(1)浓度小且边加边振荡时，形成硅酸溶胶(胶体)；浓度大时，形成硅酸凝胶。

(2)硅胶硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶，称为“硅胶”，具有很强的吸水性，常用作干燥剂或催化剂的载体。

[探究·升华][思考探究]探究1 SiO 2的主要性质及应用(1)为什么实验室盛放NaOH 溶液的试剂瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞？(玻璃的成分中含有SiO 2)【提示】 当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。

玻璃中含SiO 2，磨砂玻璃遇到强碱如NaOH 溶液时，SiO 2与NaOH 反应生成Na 2SiO 3，使试剂瓶受腐蚀。

Na 2SiO 3溶液有良好的黏结性，它易使瓶口与瓶塞黏在一起而难以开启。

故使用橡胶塞而不能使用玻璃塞。

(2)实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？为什么？写出反应方程式。

【提示】 不能。

因为氢氟酸腐蚀玻璃，和玻璃中的成分SiO 2反应。

SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。

(3)写出SiO 2、CO 2与CaO 反应的化学方程式。

【提示】 SiO 2＋CaO=====△CaSiO 3、 CO 2＋CaO===CaCO 3。

探究2 硅酸的制备实验探究实验操作实验现象滴加酚酞溶液后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有透明胶状物生成结论Na2SiO3溶液呈碱性；滴加稀盐酸后反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)232____________，然后改加NaOH溶液，反应的离子方程式为____________。

【提示】生成白色沉淀SiO2－3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO2－3H2SiO3＋2OH－===SiO2－3＋2H2O[认知升华]升华1SiO2和CO2的比较SiO2CO2不同点熔、沸点高低状态无色晶体气态与水反应不反应CO2＋H2O H2CO3与酸反应只与氢氟酸反应不反应相同点与碱性氧化物反应CaO＋SiO2=====高温CaSiO3CO2＋CaO===CaCO3与碱反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OCO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O(1)硅酸是中学化学中惟一一个不溶于水的酸，硅酸酸性很弱、不能使酸碱指示剂变色。

(2)实验室制取硅酸的方法是可溶性硅酸盐与酸反应。

(3)硅酸的性质：①具有酸性，酸性比碳酸弱；②受热易分解。

(4)硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。

硅酸凝胶经干燥脱水得到硅胶(或硅酸干凝胶)，具有较强的吸水性，常用作干燥剂及催化剂载体。

[题组·冲关]题组1SiO2的性质与应用1．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是()A．水晶的主要成分是二氧化硅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【解析】水晶的主要成分为SiO2，A项正确；CO2是由分子构成的，而SiO2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项正确；SiO2不溶于水也不与水反应，C项正确；SiO2可以与氢氟酸反应，D项错误。

【答案】 D2．下列说法不正确的是()【导学号：95432065】A．因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物B ．在反应SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑中SiO 2作氧化剂 C ．SiO 2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【解析】 A 项，SiO 2不溶于水，但它能与碱反应生成硅酸盐和水，是酸性氧化物，错误；B 项，在该反应中SiO 2被C 还原为Si ，SiO 2作氧化剂，正确；C 项，由于SiO 2是一种空间立体网状结构的物质，故熔点高，硬度大，正确；D 项，SiO 2能与氢氟酸反应，故常用氢氟酸刻蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，正确。

【答案】 A题组2 H 2SiO 3的性质、制备与应用 3．下列关于硅酸的说法正确的是( )【导学号：95432066】A ．硅酸可以通过SiO 2和水的化合反应直接制得B ．用反应Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3↓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 ．硅胶可用作袋装食品的干燥剂【解析】 SiO 2不能与水反应生成硅酸，A 错误；B 中反应是利用了强酸制弱酸的性质，B 错误；硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C 错误。

【答案】 D4．碳酸的酸性比硅酸强，某化学课外小组搜集了大量的证据证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性。

其中能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( )A ．CO 2溶于水形成碳酸，SiO 2难溶于水B ．CO 2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C ．高温下SiO 2与碳酸钙、碳酸钠等固体反应生成CO 2D ．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀【解析】根据强酸制弱酸的原理，CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，此项实验事实可证明碳酸的酸性比硅酸强。

【答案】 B5．为了进一步确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，有人设计用下图所示装置进行一次实验即可达到目的(不必再选用其他酸性溶液)。

请回答：(1)A中的化学反应方程式可能为__________________________________。

(2)B装置的作用是_____________________________________________。

(3)C中的现象有_____________，反应离子方程式为__________________。

(4)根据实验，三种酸的强弱顺序为_____________，其依据为________________________________________________________________________。

【答案】(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O(2)除去CO2中的HCl，防止HCl与Na2SiO3反应(3)产生白色胶状沉淀CO2＋H2O＋SiO2－3===H2SiO3(胶体)＋CO2－3(4)HCl>H2CO3>H2SiO3强酸制弱酸教材整理1 硅酸盐1．硅酸盐的组成与表示(1)定义：由硅、氧和金属组成的化合物的总称。

(2)性质：结构复杂，大多不溶于水，化学性质稳定。

(3)表示：通常以二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。

例如，①Na2SiO3：Na2O·SiO2。

②长石(KAlSi3O8)：K2O·Al2O3·6SiO2。

③镁橄榄石(Mg2SiO4)：2MgO·SiO2。

【特别提醒】以氧化物形式表示硅酸盐组成的方法(1)方法：找出组成元素；写出氧化物的形式；注意原子守恒；检查有无遗漏。

(2)氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

(3)氧化物前化学计量数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置化学计量数，如果出现分数，扩大倍数化为整数。

(4)氧化物之间用“·”隔开。

233．三种常见的硅酸盐产品——无机非金属材料产品原料主要设备主要成分水泥石灰石、黏土水泥回转窑硅酸二钙2CaO·SiO2硅酸三钙3CaO·SiO2铝酸三钙3CaO·Al2O3玻璃纯碱、石灰石和石英砂玻璃窑Na2O·CaO·6SiO2(1)SiC：俗称金刚砂，类似金刚石的结构和性能。

(2)含4%硅的硅钢具有导磁性，用作变压器铁芯。

(3)硅橡胶：耐高温又耐低温。

(4)人造分子筛：作吸附剂和催化剂。

教材整理2 硅单质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．性质(1)物理性质在常温下化学性质不活泼，但能与氟气、HF、NaOH溶液发生反应。

3．用途(1)半导体材料，如硅芯片等。

(2)新型能源，如光电池等。

题组1 硅酸盐的组成、性质和应用1．下列关于硅酸盐的说法中正确的是( )A ．硅酸盐都难溶于水B ．Na 2SiO 3是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂C ．硅酸盐通常可用氧化物的形式表示，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的D ．硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅【解析】 A 项，Na 2SiO 3可溶于水，错误；C 项，硅酸盐可用氧化物的形式表示，但不是由各种氧化物组成，错误；D 项，所用原料可能不含硅，错误。

【答案】 B2．用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是( )【导学号：95432067】A ．钙沸石[Ca(Al 2Si 3O 10)·3H 2O]，表示为Al 2O 3·CaO·3SiO 2·3H 2OB ．镁橄榄石(Mg 2SiO 4)，表示为MgO·12SiO 2C ．钾云母(K 2Al 6Si 6H 4O 24)，表示为K 2O·2H 2O·3Al 2O 3·6SiO 2D ．高岭石[Al 2(Si 2O 5)(OH)4]，表示为Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O【解析】 A 项，Ca(Al 2Si 3O 10)·3H 2O 应表示为CaO·Al 2O 3·3SiO 2·3H 2O(排序错)；B 项，Mg 2SiO 4应表示为2MgO·SiO 2(不能在系数中出现分数)；C 项，K 2Al 6Si 6H 4O 24应表示为K 2O·3Al 2O 3·6SiO 2·2H 2O(排序错)。