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1、第四章 非金属及其化合物第一节第一节无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅1了解二氧化硅及硅酸的主要性质及应用。2了解硅和硅酸钠的性质和用途。3了解硅酸盐产品的性能和用途。4认识硅及其重要化合物对生态环境的影响。一、二氧化硅及硅酸1硅元素的存在硅在地壳中的含量为 26.3%，仅次于_，硅的氧化物和硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，占地壳质量的90%以上。硅是一种_元素，主要以熔点很高的氧化物亲氧和硅酸盐的形式存在。2二氧化硅(SiO2)(1)存在硅石水晶天然二氧化硅的存在形态有结晶形和无定形两大类，统称_。_和玛瑙的主要成分都是二氧化硅。氧(2)结构特点立体网状二氧化硅晶体为_
2、结构，基本结构单元是SiO4四面体，Si在中心，O在4个顶角。SiO2晶体是由Si和O按_的比例组成_结构的晶体。12立体网状(3)物理性质二氧化硅的熔点_，硬度_，不溶于水，纯净的SiO2 透光性好。高大(4)化学性质SiO2 的化学性质很不活泼，氢氟酸是唯一可以与之发生反应的酸，写出下列反应的化学方程式：SiO2与氢氟酸(HF)反应：_；SiO2 与碱性氧化物(CaO)反应：_；SiO2 与强碱(NaOH)反应：_。SiO24HFSiF42H2OSiO2CaO高温CaSiO3SiO22NaOHNa2SiO3H2O(5)用途以 SiO2 为主要成分的沙子用作建筑材料，纯净的 SiO2 可作光
3、学材料和光纤制品的原料，石英、玛瑙可以作装饰品和工艺品。3硅酸(H2SiO3)硅酸是一种很弱的酸(酸性比碳酸_)，溶解度很小。硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。硅酸钠与盐酸反应的化学方程式：_。“硅胶”是硅酸凝胶经干燥脱水后得到的多孔的硅酸干凝胶，常用作_，也用作催化剂的载体。Na2SiO32HCl2NaClH2SiO3干燥剂弱二、硅酸盐硅、氧和金属1硅酸盐的组成、结构特点及性质硅酸盐是由_组成的化合物的总称。其是一大类结构复杂的固态物质，大多数不溶于水，化学性质稳定。硅酸盐组成的表示方式：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水，如粘土的主要成分是 Al2O3 2SiO2 2H2O。
4、2硅酸钠(Na2SiO3)水玻璃硅胶硅酸钠是最简单的硅酸盐，可溶于水，其水溶液俗称_，是制备_和木材防火剂的原料。放在空气中变质的化学方程式：_。3硅酸盐工业玻璃水泥陶瓷三大传统无机非金属材料是_、_、_。一些特殊功能的含硅物质如碳化硅(SiC)、硅钢、_、分子筛等。Na2SiO3H2OCO2Na2CO3H2SiO3硅橡胶三、硅单质1存在及结构特点金刚石高大半导体电能单质硅有晶体硅和无定形硅两种，晶体硅的结构与_类似。2性质单质硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点_、硬度_、有脆性，在常温下化学性质不活泼。3用途晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的_材料。硅同时还是人类将太阳能转化为_的
5、常用材料。物质单质硅(Si)二氧化硅(SiO2)化学性质化学性质不活泼，常温 下除与 F2、HF 和强碱溶液等反应外，不与其 他物质反应在通常情况下，化学性质十分稳定，不与水反应，具有酸性氧化物的通性，能与碱及碱性氧化物 反应，能与氢氟酸反应与 F2 反应硅、二氧化硅、硅酸的性质1硅和二氧化硅化学性质的比较Si2F2SiF4 物质单质硅(Si)二氧化硅(SiO2)与 HF 反应 与强碱(NaOH)反应与碱性氧化物 (CaO)反应续表Si4HFSiF4 2H2SiO24HFSiF42H2O Si2NaOHH2O SiO22NaOHNa2SiO3H2O SiO2CaO高温CaSiO3 物质二氧化硅
6、(SiO2)二氧化碳(CO2)物理性质硬度大，熔沸点高，常温 下为固体，不溶于水熔沸点低，常温下为气 体，能溶于水2.硅酸的化学性质(1)弱酸性：硅酸是一种难溶于水的弱酸，其酸性比碳酸还弱，但能与强碱反应，方程式为 H2SiO3 2NaOHNa2SiO3 2H2O。(2)不稳定性：硅酸的热稳定性很差，受热分解为 SiO2 和H2O：H2SiO3SiO2H2O。3二氧化硅与二氧化碳的性质比较续表硅、二氧化硅、硅酸的性质 A玻璃与氢氟酸C单质硅与浓硝酸B氧化铝与氢氧化钠D在高温下二氧化硅与生石灰解析：玻璃的主要成分是硅酸盐，能与 HF 发生反应；氧化铝是两性氧化物，能溶于强碱；单质硅在常温下化学性
7、质不活泼，除能与 F2、HF、强碱反应外，不与其他物质反应；二氧化硅是酸性氧化物，能在一定条件下与碱性氧化物反应。答案：C1(2011 年广东广州检测)能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是()A.CO2 溶于水形成碳酸，SiO2 难溶于水B.CO2 通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C.高温下 SiO2 与碳酸盐反应生成 CO2D.CO2 是气体，而 SiO2 是固体答案：B2盛放熔融烧碱应选用的器皿是()A石英坩埚C生铁坩埚B普通玻璃坩埚D陶瓷坩埚氢氧化钠能与玻璃发生反应生成硅酸钠，硅酸钠具有粘性，将瓶塞与试剂瓶粘连，导致瓶塞无法打开，所以盛装氢氧化钠的试剂瓶要用软木塞或者橡胶塞。氢氟酸也能
8、与玻璃发生反应，所以不能用玻璃试剂瓶盛装氢氟酸，而要用塑料瓶盛装。答案：C硅及其化合物的综合考查例2下列各单质和化合物之间存在以下转化关系，而且各单质和化合物的组成元素的原子皆不超过三个电子层。 由图 411 中各物质间的关系判断：图 411(1)单质 A 只可能是_，这是因为_。(2)单质 B 一定是金属还是非金属？_。(3)各化合物的化学式是： 甲_ 、乙_、丙_、丁_。解析：这是一道不定范围的线路推断题，解此类型题首先应抓住突破口缩小范围分析推理。由ANaOH( 溶液)H2化合物乙，得 A 可能为Si 或Al，因为不超过三个电子层的只有Si 和Al 可与NaOH 溶液反应。又化合物乙HC
9、l(过量) 丁，若A为Al，则乙应为NaAlO2，丁为AlCl3，当丁与NaOH溶液反应时，产物可能是Al(OH)3 或NaAlO2，与前述乙为NaAlO2的推断矛盾，故A为Si，则丁只能为H2SiO3，其他物质均可一一推出。答案：(1)Si A 与 NaOH 溶液反应产物有 H2，则 A 只可能为 Al 或 Si，但化合物乙与过量盐酸反应可得丁，且它能失去化合物丙，则丁不可能为 HAlO2，只能是 H2SiO3，则 A 只能为 Si(2)非金属(3)SiO2Na2SiO3H2OH2SO33(双选)制备高纯度硅的主要化学反应如下：SiO22C高温Si2CO；Si2Cl2SiCl4；SiCl42H2高温Si4HCl。A只有是置换反应B是化合反应C从生产成本考虑，反应、多余，可省略D反应中 H2 是还原剂，SiCl4 是氧化剂答案：AC4(双选)下列说法中，正确的是()A硅酸是不挥发性酸，它与食盐反应生成氯化氢B氢氟酸能和玻璃发生化学反应，所以氢氟酸要存放在塑料瓶中C水玻璃有粘性，所以要存放在带橡胶塞的试剂瓶中D烧碱溶液能腐蚀玻璃并生成硅酸钠，所以烧碱溶液不能存放在玻璃瓶中解析：硅酸是一种弱酸不能与食盐发生反应制成氯化氢；但是氯化氢可以与硅酸盐反应生成硅酸：Na2SiO32HClH2SiO32NaCl；烧碱溶液可以用玻璃试剂瓶盛装，但不能答案：BC用玻璃塞而要用橡皮塞或软木塞。
