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1、（2）化学性质无机非金属材料（9考情分析重难点题型分值重点1. 掌握硅、二氧化硅的存在、结构特点和性质；2. 了解硅在无机非金属材料中的生产和应用：3. 重点掌握二氧化硅的化学性质4. 了解硅酸钠的性质和主要用途选择和填空46分难点掌握硅、二氧化硅的存在、结构特点和性质：了解 硅酸钠的性质和主要用途黔知识脉络I 硅酸I磁其化誡氮及其化合物二化硅Q知识精讲J 1核心知识点一：一、硅酸盐材料硅酸盐是由盐、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一大类结构复杂 的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳泄。（1）物理性质不溶于水、无色透明、胶状（硅胶）。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验
2、室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用催化 剂的载体。 弱酸性：所以在与碱反应时只能与强碱反应H2S1O3 + 2NaOH=Na2SiO3 + H2O H2S1O3 + 2OH- = SiO32h + 2H2O比碳酸酸性弱：Na2SiO3+CO2+H2O =Na2CO3+ H2S1O3 硅酸的热稳龙性较弱，受热易分解为SO和水：H2SIO3=H：O4-SIO2（3）制备方法由于S102不溶于水，所以硅酸只能用间接的方法制取，一般用可溶，性硅酸盐+酸制得。实验步骤在试管中加入35mLNa2SiO3溶液（饱和NazSiCh溶液按1 ： 2或1 ： 3的体积比 用水稀释），滴入卜2滴酚駄溶液，再
3、用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡， 至溶液红色变注并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及苴现象实验现象滴加酚酥溶液后，溶液显红色：滴加盐酸后，溶液的红色逐渐消失，生成软而透 明的胶冻状的凝胶实验结论硅酸钠溶液显碱性，可与酸反应：硅酸为白色固体，难溶于水SlO32-+2H+=H2SlO3 1Na2SiO3 + 2HCI=2NaCI + H2S1O3 /【注意】硅酸不溶于水，不能用S102与水反应制取硅酸 硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱，所以往可溶性硅酸盐溶液中通入C02也可以制取硅酸：NazSiOs4-CO2+H2O=Na2CO3+H2S 103 SiO32 + C024-H20=C032
4、+H2S1031 如前所述，S102 +Na2CO3Na2SiO3+CO： ?.该反应在髙温条件下进行，有利于CCh从体系中挥发出来，而S102为高熔点固体，不能挥发，所以反应可以进行，符合难挥发性酸 肝制取易挥发性酸酹的原理：而上述反AllNa2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+ H2S103F*可以进行，是因为 该反应是在溶液中进行的，符合复分解反应的原理，两者反应原理不矛盾【想一想】族酸和硅酸的酸性比较稀盐酸COUHCI)石灰石饱和NaHCO詔液2 .硅酸钠（1）物理性质：最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），可溶于水，英水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。【注意
5、】硅酸钠溶液可用玻璃瓶盛装，但是不能用玻璃塞，应用橡胶塞或木塞。玻璃中含有二氧化硅盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。 硅酸钠水溶液呈碱，性，使酚酥溶液变红。 硅酸钠与酸反应生成硅酸由于硅酸是比碳酸还弱的酸，所以水玻璃易跟碳酸(CO2+H2O)及更强的酸反应，生成难溶于水通入少量的 C02： Na2SiO?4-CO： 4-H2O =Na2CO34-H2SlO3 J.SiO32 +CO2+H2O=CO32- +H2SIO3I由此可知NazSiOs水溶液在空气中易变质通入过:的 C02：NazSiOs+2CO： +2H2O=2NaHCO3+H2S 103 S1032+2C0: +2H2O=2HCO3-
6、 +H2S1031(3)硅酸盐的组成表示方法：与英他盐不同，硅酸盐的组成相当复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表 示他们的组成其通式为aMxO)Z?SlO2TH2O。式中aMQ.i -表示金属氧化物。 书写方式:找出组成元素写成氧化物形式.原子守恒.检査有无遗漏-氧化物之间用“ ”隔 开。 书写顺序：活泼金属氧化物.较活泼金属氧化物.二氧化硅.水。例如：Na2SiO3可表示为NaO S102 ； CaSiOs可表示为CaO SiO2 ；石棉可表示为CaO 3MgO 4SiO2【注意】低价金属氧化物写在前，高价金属氧化物写在后：活泼金属的氧化物写在前，不活泼金属的氧化物写在后。3 .硅酸盐材
7、料水泥玻璃陶瓷原料黏土、石灰石石灰石、石英、纯碱黏十设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑变化复杂的物理、化学变化过程。(加 入适量石膏，调节水泥的硬化速 度。研成细粉就得到普通水泥，熔 融制得水泥具有水硬性)主要反应:Na2C() 3与CaCO3 各自与SiO?在髙温条件下反 应生成Na2SiO3与 C6、CaSiO3 与 82加水混合f成型干燥T烧结-冷却组成硅酸三钙(3CaOSlO?) 硅酸二钙(2CaO SiOz) 铝酸三钙(3CaO AI2O3)硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅硅酸盐用途重要的建筑材料玻璃瓶、化学实验用的玻璃 仪器、窗玻璃等在工农业、科技生活、实验室中使用广泛核心知识点二：二、新型无机
8、非金属材料1.硅单质（1）存在硅在地壳中的含量为26. 3%,仅次于氧。硅元素在自然界全部以化合态存在。单质硅有晶体和无定形两种，硅是构成矿物和岩石的主要元素。（2）物理性质硅在元素周期表中处理金属与非金属的过渡位苣。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。带有金属光泽的灰黑色固体，晶体硅的熔点高（14100、硬度大、有脆性。用途：晶体硅的用途广泛，可以用来制造晶体管、光电池，硅芯片是各种汁算机、微电子产（3）化学性质硅和碳是元素周期表里IVA族的元素，并且是上下邻居，它们原子结构的共同点是最外层是4个电子，但电子层数不同，碳原子和硅原子都既不容易失电子又不容易得电子，主要通
9、过共 用电子对形成正四价的化合物。碳单质和硅单质的主要化学性质既有相似性又有差异 性（1）常温下化学性质不活泼，除与02、F2、C12、HF、NaOH反应，一般不与其它物质 反应ASi+2O,= SiO,Si+2F2=SiF4SI+2C12 S1CI4Sl + 4HF=SlF4 + 2H2TSl + 2NaOH-H2O=Na2SiO3 + 2H2?（2）加热时可与02、Cl?等非金属反应2.二氧化硅（1）存在二氧化硅是硅最重要的化合物地球上存在的天然二氧化硅，英存在形态有结晶形和无泄形两大类，统称硅石。存在形式：磷召、.召茨、.水昂、.弓瑙、.妙于等（硅元素的亲氧性）（2）结构S晶体具有多种晶
10、型，苴基本结构单元是如图所示的四面体，每个Si周用结合4个0, Si在 中心，。在4个顶角：许多这样的四而体又通过顶角的0相连接，每个0为两个四面体所 共有， 即每个0跟2个Si相结合。实际上，SO即体是由Si和。按1 ： 2的比例所构成的立体网 状结 构的原子晶体,因此，通常用s 102来表示二氧化硅的组成，但并不存在单独的SiOd分子。S102的网状结构决左了它具有优良的物理和化学性质，加上SiCh在自然界的广泛存在，从 古到今都被人类广泛地应用着（3）物理性质熔点高、硬度大、难溶于水（4）用途光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表、建筑材料、饰品等；但人长期吸入含有S102的粉尘就会患硅肺病
11、（旧称为矽肺病）（5）化学性质 二氧化硅的化学，性质很不活泼，氢氟酸（HF）是唯一可以与之发生反应的酸：SlO2+4HF=SlF4T+2H2O S102是酸性氧化物，它可能发生哪些冬应呢？与碱性氧化物反应生成盐：SiO24-CaO2_CaSiO3 与强碱反应生成盐：Si02+2Na0H=Na2SiO3+H20 （在常温下反应进行得比较慢）SlO24-2OH=SiO32-+H2O实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？是因为该反应生成的Na2SiO3是一种矿物胶，日久能使瓶口与瓶塞发生黏合 与盐反应，轡温下，S1O2能与纯碱、大理石反应：SiO： +N&C0 逋埜 N
12、a2SiO3+CO： T S1O2+6CO3 高温 CaSiOs+CO2T说明：上述两个反应是玻璃工业生产的主要原理 与碳反应s Ch中硅元素的化合价为+4价，这是硅元素的最髙化合价，因此具有一左的氧化性,如S102在髙温下能被C还原，制取粗硅。S1O2+2C 扃溫 S/+2C0T旨I典例精析核心知识点一:回能力提升证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（A.二氧化碳是气体，二氧化硅是固体B二氧化硅的熔点比二氧化碳髙C.二氧化碳溶于水形成碳酸，二氧化硅难溶于水D二氧化碳通入硅酸钠溶液中析出硅酸沉淀【答案】D 【解析】A.二氧化碳是气体，二氧化硅是固体，与其对应酸的强弱无关，所以不能证明硅酸酸性
13、弱于碳酸，故A不选：B.二氧化硅的熔点比二氧化碳髙，与其对应酸的强弱无关，所 以不能证明硅酸酸性弱于碳酸，故B不选：C二氧化碳溶于水形成碳酸，二氧化硅难溶于水， 与英对应酸的强弱无关，所以不能证明硅酸酸性弱于碳酸，故C不选：D.二氧化碳通入硅酸钠 溶液中析出硅酸沉淀，则碳酸和硅酸钠反应生成硅酸,强酸制取弱酸，所以能说明硅酸酸性弱 于碳酸，故D选项正确。【考点】二氧化硅的性质加拓展拔高利用如图所示装宜进行实验，将仪器a中的溶液滴入b中，根据c中所盛溶液，预测其中现象的是（）选型abcC试管中现象A浓盐酸KMnO4FcCH溶液溶液变棕黄色B稀硫酸NazS2O3浪水产生浅黄色沉淀C硼酸Na2CO5N
14、azSiOs 溶液析出白色沉淀D浓硫酸铁片KI.淀粉溶液溶液变蓝色【答案】A【解析】浓盐酸被高猛酸钾氧化生成氯气，氯气氧化氯化亚铁生成氯化铁，溶液变为棕黄色，A正确：稀硫酸和硫代硫酸钠反应生成S和SO2, SO?被浪水氧化生成硫酸，得不到注黄色沉淀，B错误：硼酸的酸性弱于碳酸，不能与碳钠反应，C错误：常温下铁在浓硫酸 中饨化，【号点】硅酸的酸性核心知识点二：回能力提升 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 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，投入氢氧化钠溶液中看其是否溶解【答案】D【解析】S1O2不溶于除氢氟酸以外的酸，CaO、CaCCh均可溶于盐酸，且CaCOs溶于盐酸 时会有气泡产生，S1O2能溶于NaOH溶液。【考点】二氧化硅的化学性质拾拓展拔高晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下: 髙温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体：粗硅与燥 2503009的HC1气体反应制得SiHCh （S1+3HCI丽SiHCh+H2）:SiHCh与过量的吐在110
