第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅

【本節(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)】

1.了解硅在自然界中的存在，主要物理性質(zhì)、用途

2.了解二氧化硅的存在，知道石英、水晶、硅石、瑪瑙與SiO2的關(guān)系，了解SiO2的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，掌握

SiO2的化學(xué)性質(zhì)。

3.了解硅酸的性質(zhì)和制備

4.了解常見(jiàn)硅酸鹽的性質(zhì)和主要用途

—重點(diǎn)難點(diǎn)研析一

重難點(diǎn)一、二氧化硅和硅酸

SiO2與CO?的比較

物質(zhì)

SiO2CO2

Si原子和

晶體微粒C02分子

0原子（不存在

SiO2分子）

熔點(diǎn)高(1723℃)低(-57℃)

物

沸點(diǎn)高(2230℃)低(-79℃)

理

硬度大小

性

溶解性不溶于水常溫微溶于水

質(zhì)

CO2+H2O=H2co3(可

與水反應(yīng)不反應(yīng)

逆)

化

學(xué)4HF+

性與HF酸反應(yīng)不反應(yīng)

SiO2SiF4t+

質(zhì)

2H2O

SiO2+

CO2+NaOHNaHCO3

與NaOH溶液2NaOHNa2SiO3

或CO2+2NaOHNa2CO3+H2O

+H20

CO2+

Na2SiO3+

H2OH2SiO

Na2SiO3+CO2t

3?+

SiOz+Na2cO3高SiO2+CaCO3高溫

與鹽反應(yīng)

Na2CO3

溫CaSiO3+CO2t（制玻

CO+

璃）2

Na2cO3+

H2O2NaH

C03

CaO+

CO2CaCO

與堿性氧化物反3

CaO+SiO2高溫CaSiO3

應(yīng)Na2O+

CO2Na2C

03

SiO2+2C高溫C+COA

與C反應(yīng)2

=Si+2COt=2CO

相同點(diǎn)①都是酸性氧化物、都能與強(qiáng)堿、堿性氧化物反應(yīng)。②都有弱氧化性

特別提醒

(DSiCh中硅元素為+4價(jià)，是Si元素的最高價(jià)態(tài)，具有較弱的氧化性能與C在高溫下反應(yīng)。

(2)SiO?是酸性氧化物與水不反應(yīng)，只能用相應(yīng)的可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制得。

(3)實(shí)驗(yàn)室中，盛放NazSiCh溶液、NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，要用橡膠塞。原因是玻璃中含

有Si。?，與NaOH溶液反應(yīng)生成NazSiOs，NazSiOs溶液有很強(qiáng)的黏合性，能將玻璃塞和玻璃瓶黏合在一

起，久之不能打開(kāi)。

(4)Na2SiO3溶液易與空氣中的CO?反應(yīng)生成H2SiO3,故應(yīng)密封保存。

(5)因HF能腐蝕玻璃，所以實(shí)驗(yàn)室不能用玻璃瓶保存氯氟酸，也不能用玻璃塞。氯氟酸可用于雕刻玻

璃。

重難點(diǎn)、酸鹽和硅單質(zhì)

1.硅的化學(xué)性質(zhì)與制備

(1)硅的化學(xué)性質(zhì)

①常溫下，除與F2、HF酸、強(qiáng)堿反應(yīng)外，硅不與。2、。2、H2s。4、HNO3等其他物質(zhì)反應(yīng)

與F2反應(yīng)：Si+2F2=SiF4

與氫氟酸反應(yīng)：Si+4HF=SiF4t+2H2f

與NaOH溶液反應(yīng)：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2t

②加熱時(shí),Si能與。2、Cb等反應(yīng)

51+02=高溫$22

Si+2c土高溫,SiCLt

(2)硅的制備

①制取粗硅

SiO2+2C高溫,Si+2cof

②粗硅的提純:SiCl2,SiCl4H2,Si+HCl

Si+2C12高溫,SiCLpSiCl4+2H2高溫,Si+4HC1

特別提醒

C與SiCh反應(yīng)，產(chǎn)物為CO,而不是CO?，粗硅先與Cb反應(yīng)，生成揮發(fā)性的SiCh，揮發(fā)出來(lái)的SiCL

再與H2反應(yīng)生成Si和HCL

2.硅及其化合物的“特性”小結(jié)

⑴硅的“特性”

①非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體(石墨能導(dǎo)電)，硅的晶體是良好的半導(dǎo)體材料。

②Si的還原性大于C,但C能在高溫下還原出Si：SiC>2(石英砂)+2C(焦炭)高溫,Si(粗硅)+2C0t。

③非金屬單質(zhì)跟堿作用一般無(wú)H2放出，但Si能跟強(qiáng)堿溶液作用放出H2：Si+2NaOH+H2O,Na2SiO3

+2H2t?

金屬勞H2+金屬氧化物地強(qiáng)金屬+氏0,單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si+

4HFSiF4t+2H2t。，⑵硅的化合物“特性”，①酸性氧化物一般不與酸作用,但SQ能與HF作用。，SQ

+4HFSiF4t+2H2O,②SiC>2是H2SQ3的酸酢，但它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SQ。，③無(wú)機(jī)酸

一般易溶于水，但HzSiCh難溶于水。，④硅酸鈉水溶液稱(chēng)泡花堿或水玻璃，但卻是鹽溶液，并不是

堿。，⑤H2c。3的酸性強(qiáng)于H2SQ3，所以有NazSiC^+COz+H20H2SiO3I+Na2c。3，但高溫下，Na2CO3+

Si02高溫,NazSiCh+CCht也能發(fā)生。，3.硅酸鹽的表示方法，方法和步驟,(1)將硅酸鹽中所有元素都寫(xiě)成氧化

物，較活潑金屬氧化物一較活潑金屬氧化物一二氧化硅一水,(2)在各氧化物前添上未知數(shù)x、y、z等,(3)依據(jù)

原子守恒列出等式，求出x、y、z等,(4)x、y、z的具體數(shù)值寫(xiě)在氧化物前面,(5)氧化物之間以隔開(kāi)，若

系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。，例如：正長(zhǎng)石KAlSi.。不能寫(xiě)成如。亂曲本必，應(yīng)寫(xiě)成

K2(>A12OT6SiO2。，特別提醒，⑴由于硅酸鹽的組成與結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化對(duì)硅酸鹽組成的表示方法，

采用了氧化物法。實(shí)際上硅酸鹽不是以簡(jiǎn)單氧化物形式存在的，而是以種種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鹽的形式存在的。,(2)

在硅酸鹽氧化物的表示式中，氧化物前面的計(jì)量數(shù)只對(duì)該氧化物起作用，對(duì)其他氧化物不起作用。如

2MgOSiO2表示2個(gè)MgO和1個(gè)SiO2.不能認(rèn)為是2(MgOSiO2)?

典型實(shí)例剖析―一

題型1硅及其化合物的應(yīng)用

【例1】下列表述正確的是（）

①人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材料，主要成分是二氧化硅

②化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無(wú)溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽，③提前建成的三峽

大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料，④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作

的變色眼鏡來(lái)保護(hù)眼睛,⑤太陽(yáng)能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能

A.①②③B.②④C.③④⑤D.③⑤

解析本題主要考查學(xué)生對(duì)身邊常見(jiàn)的化學(xué)制品的了解情況。側(cè)重考查學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解釋和解決

身邊化學(xué)問(wèn)題的能力。人造剛玉主要成分為AI2O3,①錯(cuò)；瑪瑙的主要成分是SiO2；③水泥主要成分

是硅酸鹽，正確；④變色眼鏡鏡片應(yīng)是在普通硼酸鹽玻璃中加入光敏物質(zhì)AgBr等，并加入極少光敏

化劑如CuO等制成，故④錯(cuò)。

答案D

⑥拓展延伸

變色眼鏡的玻璃片中含有少量浸化銀和微量的氧化銅（作催化劑），當(dāng)玻璃受到陽(yáng)光照射時(shí)，發(fā)生2AgBr

光,CuO2Ag+Br2反應(yīng)，而使玻璃由無(wú)色變成灰黑色，把玻璃放到暗處，又因發(fā)生2Ag+Br2CuO,2AgBr

反應(yīng)，而使玻璃由灰黑色變成無(wú)色。在制造普通玻璃時(shí)常加入少量CU2。可使玻璃顯紅色。

題型2硅酸鹽組成表示方法

【例2】高嶺土的組成可表示為AkSi20V（OH）V,其中小y的數(shù)值分別是（）

A.7、2B.5、4C.6、3D.3、6

解析本題涉及兩個(gè)未知數(shù)X、），,但山化合價(jià)規(guī)則只能列出一個(gè)方程，因而要用不定方程的知識(shí)求解。,

根據(jù)化合價(jià)規(guī)則，A1為+3價(jià)，Si為+4價(jià)，0為一2價(jià)，則有2X（+3）+2X（+4）+xX（—2）+yX（一

1）=0,化簡(jiǎn)得2x+y=14,將A、B、C、D中的x、y值代入，只有B項(xiàng)符合方程。

答案B

?技巧點(diǎn)撥

考查硅酸鹽的表達(dá)形式，一般利用化合物中化合價(jià)的代數(shù)和等于零的規(guī)則來(lái)列方程求解。解此類(lèi)題時(shí)

所列方程要正確。，

題型3硅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，

【例3】X、Y、Z、W。，有如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：，

(1)推斷各、物質(zhì)的名稱(chēng)：X,Y,Z,W,.

⑵寫(xiě)出化學(xué)方程式：W-X,

(3)寫(xiě)出離子方程式：

Y-Z,

XfYo

解析山X和X。，的轉(zhuǎn)化條件分析，X是硅，X。，是二氧化硅，且這兩種物質(zhì)都能與NaOH溶液反

應(yīng)，生成硅酸鈉(NazSiO"，SiO2又可以由硅酸加熱分解制得，所以，推斷正確。，答案(1)硅硅酸鈉硅

酸二氧化硅,(2)SiO2+2C高溫,Si+2cot,(3)SiOr+CO2+H2OH2SiO3I+COr,SiO2+2OHSiOf+

H20,O,B0001#?25]

須方法技巧

善于根據(jù)特殊反應(yīng)或特殊反應(yīng)條件或特殊反應(yīng)現(xiàn)象作出假設(shè)，然后以驗(yàn)證的形式進(jìn)行判斷，對(duì)于解答較隱

蔽的推斷題，是一種較好的策略。

題型4硅酸鹽

【例4】礦泉水一般是由巖石風(fēng)化后被地下水溶解其中的一部分生成的。此處所指的風(fēng)化作用是指礦物

與水和CO?作用的過(guò)程。例如，鉀長(zhǎng)石(KAS3O8)風(fēng)化生成高嶺土[AbSizC^OH)/,此反應(yīng)的離子方程式

+

為2KAiSi3()8+2H2cO3+5H2O2K+2HC0；+4H2S1O3+Al2Si2O5(OH)4

(1)將上述復(fù)雜硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物形

式：,@KAlSi3O8。，②AbSi2O5(OH)^。⑵這個(gè)反應(yīng)能夠

發(fā)生的原因是。，較活潑金屬氧化物一較活潑金屬氧化物一非金屬氧化物一二氧化硅一水。，則

KAlSi3()8為K2OA12O3?6SiC>2,A12Si2O5(OH)4為A12O3-2SiO2,2H2。,⑵從方程式可知H2CO3制硅酸符合

強(qiáng)酸制弱酸，所以這個(gè)反應(yīng)能夠發(fā)生。

答案(1)①KzCyAbO^SiO?,②AbChZSiO?2%。,⑵因?yàn)樘妓崴嵝员裙杷釓?qiáng)，由較強(qiáng)的酸可制得較弱的酸,

)§)方法規(guī)律

①硅酸鹽無(wú)論以何種形式表示，其組成及成分是固定不變的，即性質(zhì)是不變的；②硅酸鹽用氧化物的形式

表示時(shí)，必須遵循各元素化合價(jià)不變的原則。，

學(xué)習(xí)效果自測(cè)

1.下列說(shuō)法不正確的是（）

A.因SiO2不溶于水，故HaSiCh不是SiCh對(duì)應(yīng)的酸，或者SiO?不是H2SQ3對(duì)應(yīng)的酸酊

B.CO2通入硅酸鈉溶液可以得到硅酸沉淀

CS02是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、硬度大

D.氫氟酸能夠雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶來(lái)盛裝氯氟酸

答案A

解析Si02中Si呈+4價(jià)，H2SQ3中Si呈+4價(jià),且HZSQASQ+H?。，SiCh是H2SQ3的酸酊，故A

項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.實(shí)驗(yàn)室中固體試劑可以放在廣口瓶中保存，液體試劑放在細(xì)口瓶中儲(chǔ)存，但是有些試劑必須儲(chǔ)存在具有

橡膠塞的試劑瓶中。以下物質(zhì)必須儲(chǔ)存在具有橡膠塞的試劑瓶中的是（），①KOH溶液②NazSiCh溶液

③鹽酸④氫氟酸⑤澄清石灰水⑥硝酸⑦NaOH溶液

A.①②⑤B.①②④⑤

C.①②④⑤D.①②④⑤⑦

答案D

3.我國(guó)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號(hào)”的問(wèn)世，填補(bǔ)了我國(guó)計(jì)算機(jī)制造史上的一項(xiàng)空白。下列

對(duì)晶體硅的有關(guān)敘述正確的是（）

A.晶體硅和金剛石的物理性質(zhì)相似

B.硅在地殼中含量居第二位，可以以游離態(tài)存在于自然界中

C.晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它的提煉工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴

D.晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導(dǎo)電

答案A

解析本題考查硅的性質(zhì)。晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，是具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，所以物理

性質(zhì)與金剛石相似，熔、沸點(diǎn)高，硬度大；硅在地殼中含量居第二位，但在自然界中沒(méi)有游離態(tài)的存在，

主要以硅酸鹽和二氧化硅的形式存在于自然界中；晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，被廣泛使用；晶體硅

是種非金屬單質(zhì)，雖然它具有金屬光澤。

4.將過(guò)量的CO2分別通入①CaCb溶液；②NazSiCh溶液；③Ca(OH%溶液；④飽和NazCCh溶液。最終溶液

中有白色沉淀析出的是()

A.①②@④B.②?C.①?③D.②③

答案B

解析H2c的酸性比鹽酸弱，而比硅酸強(qiáng)。根據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律，C02通入CaCb溶液無(wú)明顯現(xiàn)象(弱

酸不能制強(qiáng)酸)；過(guò)量CO2通入NazSiCh溶液中有白色沉淀H2SQ生成；CO2通入Ca(0H)2溶液至過(guò)量發(fā)

生反應(yīng)：Ca(OH)2+CO2CaCO3I+H2O,CaCO3+H20+CO2Ca(HCO3)2>最終生成Ca(HC()3)2而無(wú)?冗淀產(chǎn)

生；過(guò)量CO?通入飽和Na2cCh溶液中：Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3,生成的NaHCCh溶解度比Na2cO3

溶解度小而結(jié)晶析出。

5.在下圖所示的物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化關(guān)系中，A是一種固體單質(zhì)，E是種白色不溶于水的物質(zhì)。據(jù)此填空。，

過(guò)星HNO：

(1)寫(xiě)出各物質(zhì)的化學(xué)式：，A.、B.、C________、

E-F.。，⑵D。，與a溶液反應(yīng)

的離子方程式是。，②C與過(guò)量HN03反應(yīng)的離子方程式是。

答案(l)SiSiO2Na2SiO3H2SiO3比,(2)①Si+2OH-+H2O=SiOT+2H2t,②SiOU+2H+

=+

H2SiO3l(或SiOr+2H+H2OH4SiO4I)

解析A是單質(zhì)，則B是A的氧化物，E是一種白色沉淀。由圖中所給出的關(guān)系知，E、C中均應(yīng)含有A

元素。加過(guò)量的HNC)3能生成白色沉淀，中學(xué)階段只有HzSiCM或H4SiC>4)符合題意，因此，B為SiO?，A

為Si,C為Na2SiO3,D為H2O,F為H2o

6.某普通玻璃中,Na2SiO3>CaS。、SiC>2的物質(zhì)的量之比為1：1：4,請(qǐng)回答下列問(wèn)題：，(1)該玻璃如以

aNa2。為CaO“SiO2表示其組成，則a：。：〃?=。，(2)若要制備1000kg上述玻璃需原料的質(zhì)量分

別是，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生LCC)2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。，Na2OSiO2，

CaSiO3-Na2OSiO2,CaSiO3^CaOSiO2,則可得到：a：b：m=\：1：60⑵制玻璃的原料是Na2cO3、

CaCO3,SiO2,由(1)可知玻璃的組成為NazOCaOfSiCh，根據(jù)原子守恒可以得到下列計(jì)算關(guān)

系,Na2OCaO6SiO2?Na2co3?,478g106g,l000X103g

皿Na2co3),CaCO3??,B]6SiO2?,,B]2C02,100g?,]6X60g,,]2X22.4

5pl106gxi000X1()3g3

L,m(CaCO3)?,>(SiO2)。，▽(CO2),解得：機(jī)(Na2cO3)。，B]=-----47R-------2,。，]=221.8Xg

lOOgXl0(X)X103g3360gxi000X1()3g

3

=221.8kg,〃?(CaCO3)=-478?----------209X10g=209kg,m(SiO2)=-478?---------

344.8LX1000X103g”，生,

34

753.1X10g=753.1kg,V(CO2)=----------礪------&=9.37X104L,答案(1)1：1：6,(2)Na2CO3：221.8

kg；CaCO3：209kg；SiO2：753.1kg,9.37X10“

第1課時(shí)二氧化硅和硅酸鹽

隨堂筆記

一、二氧化硅和硅酸

1.二氧化硅

〃存在晶體和無(wú)定形

結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)狀：每個(gè)Si原子結(jié)合4個(gè)O,形成正四面體，Si在中心每個(gè)O原

子與2個(gè)Si原子結(jié)合

物理性質(zhì)硬度大，熔、沸點(diǎn)高，不溶于水

［與堿性氧化物反應(yīng)：CaO+SiCh高溫

<酸性氧化物（CaSiCh

〔與堿反應(yīng)：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O

化學(xué)性質(zhì)，

氧化性：SiCh+2C高溫

Si+2C0t

I特性：SiO2+4HFSiF4f+2H2O

l用途：建筑材料、光導(dǎo)纖維、石英、瑪瑙飾物和工藝品、制玻璃等

〃物理性質(zhì)白色固體

（不穩(wěn)定性：H2SiO3A

化學(xué)性質(zhì)<SiOz+H?。

2.硅酸4〔弱酸性：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O

[Na2SiO3+H2O+CO2H2SiO3I+Na2CO3

制備《酸性：H2CO3>H2SiO3

、[Na2SiO3+2HC12NaCl+H2SiO3I

對(duì)點(diǎn)講練——

知識(shí)點(diǎn)一SiC）2的性質(zhì)和用途

1.下列說(shuō)法正確的是（）

A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟堿反應(yīng)，但不能與任何酸反應(yīng)

B.根據(jù)反應(yīng)SiO2+CaCO3高溫,CaSiO3+CO2t可推知硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)

C.二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以制得澄清的硅酸溶液

D.二氧化硅常被用來(lái)制造光導(dǎo)纖維

答案D

解析二氧化硅是酸性氧化物，但它可以與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)。SiO2+4HFSiF4t+2H,0；反應(yīng)SiO?+

CaCCh高溫,CaSQ+CO2t只有在高溫下才能進(jìn)行，由于CO?是氣體，生成后脫離反應(yīng)體系使反應(yīng)得以繼

續(xù)進(jìn)行，但這不能說(shuō)明硅酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)；只要比較硅酸和碳酸的酸性強(qiáng)弱就是要比較它們?cè)谒?/p>

溶液中電離出H*的難易程度，CO2+H2O+Na2SiO3Na2CO3+H2SiO3I,符合強(qiáng)酸制弱酸的規(guī)律，也可

說(shuō)明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)，但由于硅酸難溶于水，不能得到溶液；SiCh是光導(dǎo)纖維的主要成分，光導(dǎo)纖

維可以用SiCh來(lái)制造。

誤區(qū)警示(1)酸性氧化物是指與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，不一定與水反應(yīng)生成酸。SiO2不溶于水,

但與堿反應(yīng)生成鹽和水，是酸性氧化物，對(duì)應(yīng)酸為HzSiOs。

(2)強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)是在水溶液中反應(yīng)的規(guī)律

CaCC>3+SiO2高溫,CaSiCh+CO?t是在高溫下的反應(yīng)，不符合強(qiáng)酸制弱酸的原理。

知識(shí)點(diǎn)二硅酸的制備與性質(zhì)］

2.寫(xiě)出以SiO2為原料制備H2SiO3的化學(xué)方程式________________。

答案SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,

Na2SiO3+2HC12NaCl+H2SiO3I

或Na2Si03+CO2+H2ONa2CO3+H2Si03I,

Na2SiO3+2CO2+2H2O2NaHCO3+H2SiO3I

解析一般來(lái)說(shuō)，受熱易分解的酸或堿，其對(duì)應(yīng)的氧化物不能與水反應(yīng)，如HaSiChZ^HzO+SiCh，則

SiO2不能與水反應(yīng)；CU(OH)2A,CUO+H2O,則CuO不能與水反應(yīng)。硅酸不能溶于水，且不能溶于(HC1、

H2so4、HNO3等)強(qiáng)酸。不溶于強(qiáng)酸的物質(zhì)還有：CuS、AgS、PbS、HgS、AgCkAgBr、AgLBaSCX,等。

3.為確認(rèn)HC1、H2cO3、%SiO3的酸性強(qiáng)弱，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，一次實(shí)驗(yàn)即可達(dá)到目的

(不必選其他酸性物質(zhì))。請(qǐng)據(jù)此回答：

(1)錐形瓶中裝某可溶性正鹽溶液，分液漏斗中所盛試劑應(yīng)為。

(2)裝置B所盛的試劑是,其作用是。

答案⑴鹽酸(2)飽和NaHCCh溶液除去鹽酸中揮發(fā)出的HC1氣體

解析考查對(duì)強(qiáng)酸制弱酸原理的應(yīng)用。注意B裝置的作用是除去鹽酸揮發(fā)出的HCI氣體

課時(shí)作業(yè)

否則對(duì)C裝置證明碳酸酸性強(qiáng)于硅酸形成干擾。

1.二氧化硅是酸酎（即酸性氧化物）的原因是（）

A.它溶于水得相應(yīng)的酸

B.它對(duì)應(yīng)的水化物是可溶性強(qiáng)酸

C.它與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)只生成鹽和水

D.它是非金屬氧化物

答案C

解析從酸性氧化物的概念來(lái)分析，酸性氧化物是指能夠與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，由于SiO2

+2NaOHNa2SiO3+H2O,所以SiO2是酸性氧化物。SiC）2不溶于水，對(duì)應(yīng)的酸HzSiC^不是強(qiáng)酸。

2.熔融氫氧化鈉反應(yīng)選用的器皿是（）

A.陶瓷用■煙B.石英珀蝸

C.普通玻璃珀煙D.生鐵玷埸

答案D

解析陶瓷的成分中含有Si02,石英的成分就是SiO2,玻璃的主要成分中也含有Si02,而SiO2在高

溫下可以跟NaOH發(fā)生如下反應(yīng)：

SiO,+2NaOH高溫,NazSiCh+H?。

所以A、B、C的器皿都不能選用，只能用生鐵塔煙。

3.下列敘述中，正確的是（）

A.自然界中存在大量的游離態(tài)的硅

B.石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅

C.二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)活潑，能跟酸或堿的溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

D.自然界中硅都存在于石英中

答案B

解析自然界中的硅，都以化合態(tài)存在，硅是親氧元素，主要以氧化物及硅酸鹽形式存在，如石英、

水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅。二氧化硅性質(zhì)穩(wěn)定。

4.下列關(guān)于硅酸的敘述中錯(cuò)誤的是（）

A.硅酸是一種很弱的酸

B.硅酸不穩(wěn)定，加熱脫水會(huì)產(chǎn)生二氧化硅

C.硅酸可由二氧化硅與水反應(yīng)制得

D.硅酸應(yīng)由可溶性硅酸鹽與鹽酸或二氧化碳反應(yīng)制得

答案c

解析硅酸是一種比碳酸的酸性還弱的弱酸，難溶于水，受熱不穩(wěn)定易分解；制備H2SiO3時(shí)應(yīng)向可溶

性的硅酸鹽的溶液里通入CO2或加入鹽酸等來(lái)制備，可見(jiàn)A、B、D項(xiàng)正確。雖然SiO2是硅酸的酸酎，但

因SiC>2難溶于水且不跟水反應(yīng)，所以不能用SiC）2與H20反應(yīng)來(lái)制H2SiO3,C錯(cuò)。

5.下列物質(zhì)的變化，不能通過(guò)一步化學(xué)反應(yīng)完成的是（）

A.CO2fH2cO3BoSiO2-Na2SiO3

C.Na2cO3-Na2cO3D。H2SiO3-*H2SiO3

答案D

解析由于SiC>2不溶于水也不與水反應(yīng)，所以山SiC）2制取H2SiO3需先使SiC>2與強(qiáng)堿反應(yīng)制得可溶性

硅酸鹽后，再與其他酸反應(yīng)才能制得H2SiO3。

6.在反應(yīng)SiCh+3C高溫,SiC+2COt中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為（）

A.1：3B.3：1C.2：1D.1：2

答案D

解析根據(jù)化合價(jià)升降規(guī)律，可確定C既為氧化劑又為還原劑，假設(shè)3moic參與反應(yīng)，化合價(jià)降低

的C即氧化劑為1mol,化合價(jià)升高的C即還原劑為2mol,因此二者的物質(zhì)的量之比為1:2。分析化合

價(jià)變化，來(lái)確立氧化劑和還原劑；由得失電子數(shù)相等確定氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比（或質(zhì)量比）。注

意產(chǎn)物是CO而不是CO?。

7.下列各組物質(zhì)間，不能發(fā)生反應(yīng)的是（）

A.二氧化硅與氧化鈣（高溫）

B.二氧化硅與氫氧化鈉（常溫）

C.二氧化硅與碳（高溫）

D.二氧化硅與濃硝酸（常溫）

答案D

解析在高溫下SiO?能被C還原。在眾多的酸中能與SiO2反應(yīng)的只有HF。

8.下列離子在水溶液中能大量共存的是（）

A.H\K\HCO；>Ca2+

2+

B.OH\Na+、Mg>HCO3

C.Na\心Cl>NO；

D.Na+、SiOT、H+、Cl

答案C

+2+

解析A中H+可與HCO；發(fā)生反應(yīng)：H+HCO；H2O+CO2f而不能大量共存；B中OFT與Mg>

2+

HCO3不能大量共存：Mg+2OHMg（OH）2I,OH+HCO3COJ+H2O；D中2H++SiO=H2SQ3I。

9.實(shí)驗(yàn)室保存試劑的方法正確的是（）

A.氫氟酸存放在帶橡皮塞的玻璃瓶中

B.氫氧化鈣溶液存放在配有磨口玻璃塞的玻璃瓶中

C.NaOH溶液存放在帶橡皮塞的細(xì)U玻璃瓶中

D.氫氧化鈉固體盛放在帶橡皮塞的細(xì)口玻璃瓶中

答案C

解析氫氟酸能與玻璃中的二氧化硅（SiC>2）反應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氫氧化鈣溶液呈堿性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

氫氧化鈉固體盛放在廣口瓶中，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。要根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)選用合適的保存試劑的方法。

10.下列離子方程式書(shū)寫(xiě)不正確的是（）

A.往NaOH溶液中通入過(guò)量CO2：

CO2+OHHCO,

B.單質(zhì)硅與燒堿溶液反應(yīng)：

Si+2OH+H2OSiOf+2H2t

C.石英砂與燒堿反應(yīng)制水玻璃：

SiO2+2OHSiO5+H2O

D.往水玻璃中通入二氧化碳：

+

Na2SiO,+2H2O+CO2H4SiO4I+2Na+COf

答案D

解析往NaOH溶液中通入適量CO2生成正鹽Na2c03,弱酸的正鹽能與酸反應(yīng)變?yōu)樗崾禁}，所以當(dāng)

CCh過(guò)量時(shí)即溶液中H2cCh過(guò)量時(shí)，生成物為NaHCO.3,故A式正確；單質(zhì)硅能和燒堿溶液反應(yīng)生成硅酸

鈉和氫氣，NaOH是易溶于水的強(qiáng)堿，NazSiCh是易溶于水的鹽，均完全電離，故Na.可以簡(jiǎn)化掉，B式正

確；石英的成分是二氧化硅，與燒堿發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硅酸鈉和水，故C式正確；碳酸比硅酸酸性強(qiáng)，

所以往水玻璃即硅酸鈉的水溶液中通入二氧化碳可以制硅酸。反應(yīng)物中的NazSiCh和生成物中的Na2cCh

均為易溶于水的鹽，能完全電離寫(xiě)成離子形式，并且Na卡可以簡(jiǎn)化掉，故D式不正確。正確的離子方程式

應(yīng)為：SiOT+2H2O+CO2H4SiChT+CO『。

11.證明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正確方法是（）

A.加入過(guò)量的鹽酸，觀察是否有氣泡冒出

B.加入過(guò)量的燒堿溶液，觀察是否有固體溶解

C.加熱至高溫，觀察是否有氣泡冒出，是否有硅酸鈣生成

D.先加過(guò)量的鹽酸攪拌，觀察是否有不溶物剩余及氣泡出現(xiàn)；若有不溶物則濾出，投入到氫氧化鈉

溶液中看其是否溶解

答案D

解析生石灰的成分是氧化鈣，若不含雜質(zhì)，加鹽酸能完全溶解并且無(wú)氣體生成。加鹽酸充分反應(yīng)后

仍有不溶于水的固體，說(shuō)明有石英雜質(zhì)存在。加鹽酸溶解，但放出無(wú)色無(wú)味并能使澄清石灰水變渾濁的氣

體，說(shuō)明生石灰中含有石灰石。有關(guān)的化學(xué)方程式為：CaO+2HClCaCl2+H2O：CaCO3+2HClCaCl2+H2O

+C02t；CO2+Ca(OH)2CaCO3I+H20O

12.(1)指出下列反應(yīng)中SiCh所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在A?D選項(xiàng)中選擇正確答案填入括號(hào)內(nèi)。

?SiO24-2NaOHNa2SiO3+H2O()

②SiO2+2C高溫,Si+2cot()

③SiC)2+3C高溫,SiC+2cot()

@SiO2+4HFSiF4t+2H2O()

A.作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕

B.弱氧化性

C.酸性氧化物的通性

D.未參加氧化還原反應(yīng)

(2)2002年9月26日，中國(guó)北京曙光公司研制出了第一款具有我國(guó)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能CPU芯

片一“龍芯”1號(hào)。

①“龍芯”(芯片)的主要化學(xué)成分是。

②目前應(yīng)用最多的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是。

③在計(jì)算機(jī)長(zhǎng)距離聯(lián)網(wǎng)使用的傳輸很快的線(xiàn)路中使用的材料叫,主要化學(xué)成分是。

④如果這種埋在地下的材料裸露在堿性土壤中，結(jié)果會(huì)斷路，用離子方程式說(shuō)明原因：。

答案(1)①CE。

③D@A⑵①硅②硅③光導(dǎo)纖維SiO2@SiO2+2OHSiOr+H2O

解析(1)本題全面考查SiO?的性質(zhì)，將所給選項(xiàng)結(jié)合實(shí)際一一對(duì)應(yīng)查找。A用來(lái)雕刻玻璃，應(yīng)有氫

氟酸(HF)參與反應(yīng)；B中弱氧化性是指反應(yīng)物Si。2中Si元素得電子，化合價(jià)降低；C項(xiàng)表現(xiàn)酸性氧化物

的通性是指SiO2與堿反應(yīng)；D項(xiàng)是指Si元素化合價(jià)沒(méi)有變化。

(2)SiC>2屬于酸性氧化物，易與堿反應(yīng)。

13.A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量?jī)H

次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。

加氧化鈣

高溫回

加氫氧化鈉

D+HzO

加熱

請(qǐng)?zhí)羁?

(1)形成單質(zhì)A的原子的結(jié)構(gòu)示意圖為,它的最高化合價(jià)為。

(2)B的化學(xué)式(分子式)為,B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式是。

(3)C的化學(xué)式(分子式)為,D的化學(xué)式(分子式)為。

答案⑴o

^14)284

V+4(2)SiO2

SQ2+2C高溫Si+2cOt(3)CaSiO3Na2SiO3

解析本題以框圖題的形式考查Si及其化合物的有關(guān)知識(shí)，框圖推斷題關(guān)鍵是找準(zhǔn)“切入點(diǎn)”。本題

切入點(diǎn)為A及B與A、C、D的轉(zhuǎn)化關(guān)系及條件。本題側(cè)重考查審題能力、分析推理能力和綜合運(yùn)用知識(shí)

解決問(wèn)題的能力。由“A為地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬單質(zhì)，晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似”推知A為Si,根

據(jù)B加碳，高溫A+E,B加氧化鈣，高溫C,B加氫氧化鈣，加熱D+HzO,不難推知B為SiO2,C為CaSiO,,

D為Na2SiO3?

14.把26g含有SiCh和CaCCh的固體在高溫下加熱至質(zhì)量不再改變，冷卻后稱(chēng)重為17.2g。(相對(duì)原

子質(zhì)量：0：16,Si：28,Ca：40,C：12)

(1)寫(xiě)出有關(guān)的化學(xué)方程式。

(2)求生成C02的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(3)求原混合物中所含SiO2的質(zhì)量。

答案(DSiOz+CaCCh高溫CaSiCh+CO2t(2)4.48L

(3)6g

解析解法一：(2)由(1)中的反應(yīng)方程式可以看出，固體質(zhì)量的減少為生成的CO?的質(zhì)量。

m(CO2)=26g-17.2g=8.8g

V(CO,)8,8S,-1X22.4L-molt=4.48L

'44gmol

448L

據(jù)C原子守恒知：?(CaCO)n(CO)------kT=0.2mol

32LLAL'lDOl

zn(CaCO3)=0.2molXI00gmo「=20g

加(SiC)2)=26g—20g=6g

解法二：設(shè)混合物中SiCh、CaCCh的質(zhì)量分別為：x，y，

據(jù)題意有：x+y=26g?

CaO+COot,據(jù)Ca原子守恒有：n(CaCO,)=n(CaO),-1

100g-mol

-CaO+CO",據(jù)Ca原子守恒有：n(CaCO0=n(CaO)=~y,-1

100g-mol

據(jù)題意有：x+,:左|x56g.moL=17.2g②

IOlllVzl

解①②兩式得：X=6gy=20g

20。

〃(CO))=〃(CaCC)3)=1/“、&,-1—0.2rnol

'100gmol

1

V(CO2)=0.2molX22.4Lmol=4.48L?

第2課時(shí)硅和硅酸鹽

—隨堂筆記——

二、硅酸鹽

''[易溶于水，水溶液俗稱(chēng)水玻璃

性質(zhì)

硅酸鈉＜'[Na2SiO3+2HClH2SiO3I+2NaCl

硅酸鹽＜

用途：制硅膠、木材防火劑等

I硅酸鹽產(chǎn)品：陶瓷、玻璃、水泥等

三、硅

「結(jié)構(gòu)：空間網(wǎng)狀，每個(gè)Si原子周?chē)Y(jié)合4個(gè)O原子形成四面體

硬度大，難溶于水，熔、沸點(diǎn)高，具有金屬光澤

物理性質(zhì)

灰黑色固體

rSi+2F2SiF4

常溫下|si+4HFSiF4t+2H2t

lsi+2NaOH+2H2ONa2SiO3+2H2t

硅＜

化學(xué)性質(zhì)<jSi+Ch高溫

SiO,

加熱3c?二c七汨

Si+2c卜圖加i

、lsiCl4

制備：SiO2+2C高溫

<Si+2COt

對(duì)點(diǎn)講練

知識(shí)點(diǎn)-硅的性質(zhì)

1.下列關(guān)于碳和硅的比較，正確的是（）

A.它們的氧化物都能與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸

B.碳和硅的最高正價(jià)都是+4價(jià)

C.硅元素在地殼中的含量占第二位，碳占第一位

D.碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)

答案B

解析SiCh不溶于水也不與水反應(yīng)，A不正確；在地殼中含量第一的是氧元素，硅占第二位，C不正

確；自然界中有游離態(tài)的碳（金剛石等），但是沒(méi)有游離態(tài)的硅，因?yàn)楣枋?種親氧元素，D不正確。選B。

溫馨提示雖然碳比硅活潑，但是由于硅是親氧元素，所以碳在自然界中有單質(zhì)，而硅只能以化合態(tài)

形式存在。

歸納拓展

硅單質(zhì)與碳單質(zhì)的比較

化學(xué)性質(zhì)碳

與非△

金屬C+O虻8；5i+O——5；O

反應(yīng)Si+ZF------5iF

7

_高溫

C+2CuO—co4

與＜+2Cu

化物ZC(像發(fā))+SiCU石

反應(yīng)英砂)日號(hào)2CD4+

電爐

55粗硅)

還

△

原C+4HNQ（彼）——

性不與HMO、

與?CO[+小。：14-

H50反應(yīng)，但能

化性2H.O

與HF反應(yīng)：Si+

酸反C+ZH：50（微）

4-HF------5iF++

應(yīng)-^-CO44-Z5Oi

ZH.1

+2HO

與水

5i+ZNaOH+

或破（）

C+HOg—coHO------Na5；O

港版

+H；+ZH4

反應(yīng)

領(lǐng)悟整合晶體硅性質(zhì)較特殊，要掌握硅的特性：(l)Si的還原性大于C,但C卻能在高溫下還原出

Si：SiO2+2C高溫,Si+2cOt；(2)非金屬與堿反應(yīng)一般無(wú)氫氣放出，但Si可以：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3

+2&t；(3)非金屬單質(zhì)一般不與無(wú)氧酸反應(yīng)，但Si可以與HF作用：Si+4HFSiF4f+2H2t；(4)非金屬

單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但Si是良好的半導(dǎo)體。

知識(shí)點(diǎn)二硅瀛

2.已