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1课时 二氧化硅和硅酸
一、硅元素的存在
硅在地壳中的含量仅次于______，硅的__________和__________约占地壳质量的90%以上；硅原子最外层有______个电子，主要形成______价的化合物。
二、二氧化硅
1．SiO2的存在形式
?石英： 的二? ：无色透明的晶体??SiO? 氧化硅? ：具有彩色环带状
?? 或层状?
?沙子：含有 的石英晶体
2
硅石： 二氧化硅
2．SiO2的结构
每个Si原子与周围的____个O原子相结合，每个O原子与____个Si原子相结合。实际上，二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按________的比例所组成的__________结构的晶体，我们通常用“SiO2”表示二氧化硅的组成。
3．物理性质
二氧化硅是____________的固体，________于水。 4．化学性质
(1)与氢氟酸(HF)反应——HF是惟一可以与之发生反应的酸____(可用来雕刻玻璃)。 (2)SiO2作为酸性氧化物可以和______、______________反应，但与水__________。 ①和碱反应：______________________________； ②和碱性氧化物反应：________________________。 5．二氧化硅的用途
(1)以SiO2为主要成分的沙子仍然是基本的建筑材料； (2)电子工业的重要部件、光学仪器；
(3)是信息高速公路的骨架——____________的主要成分； (4)用石英、玛瑙制作________。 三、硅酸
1．硅酸是一种很弱的酸，其酸性比碳酸的还______，溶解度很______。硅酸容易聚合形成硅酸________，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的____________。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干凝胶，称为“________”。硅胶常用作食品等的__________，也可用作催化剂的________。
2．SiO2不溶于水，所以硅酸只能通过__________________________________________与其他酸反应制得。 实验操作 实验现象 实验结论及反应方程式
在饱和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞Na2SiO3溶液显碱性，与稀盐酸反应溶液呈____色。逐滴加入稀盐酸，生成__________，化学方程式为有透明的凝胶产生，溶液红色逐渐___________________________________，最后______ _______
知识点1 硅元素在自然界中的存在
1．硅在自然界中储量丰富，含量仅次于氧元素，硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是( )
A．单晶硅 B．二氧化硅 C．硅酸 D．无定形硅 知识点2 二氧化硅的结构与性质
2．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是( ) A．水晶的成分是二氧化硅
B．二氧化硅晶体中不存在单个SiO2分子 C．二氧化硅溶于水且显酸性
D．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别
3．在一定条件下，下列不能与二氧化硅反应的物质是( ) ①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙
A．只有③⑤⑦ B．只有⑤⑦ C．只有②⑤ D．只有⑤ 知识点3 硅酸的性质
4．下列离子方程式书写不正确的是( )
－2－
A．二氧化硅与NaOH溶液反应：SiO2＋2OH===SiO3＋H2O
2－＋
B．碳酸钡溶于稀盐酸：CO3＋2H===CO2↑＋H2O
－2－
C．二氧化碳与足量NaOH溶液反应：CO2＋2OH===CO3＋H2O
2－＋
D．把水玻璃滴入盐酸中：SiO3＋2H===H2SiO3↓ 5．下列关于硅酸的叙述，错误的是( ) A．硅酸是一种很弱的酸
B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得
C．硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅 D．硅酸可由可溶性硅酸盐和盐酸反应制得
练基础落实
1．在一定条件下，不能既与二氧化碳反应，又与二氧化硅反应的是( ) A．Na2CO3溶液 B．CaO C．NaOH溶液 D．木炭
2．光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息科学迅猛发展。光导纤维的主要成分是( )
A．CaCO3 B．SiO2 C．Na2SiO3 D．CaSiO3
3．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
高温
B．在高温下，SiO2和Na2CO3能发生反应：SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑ C．SiO2熔点比CO2高
D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀 4．SiO2属于酸性氧化物的主要理由是( )
A．硅是非金属元素
B．SiO2对应的水化物是可溶性酸 C．SiO2与强碱反应生成盐和水 D．SiO2不能与酸反应 练方法技巧
5．60 g石灰石在高温下与23 g石英反应产生的气体在标准状况下的体积是( ) A．5.6 L B．11.2 L C．13.44 L D．6.72 L
6.化合物A、D、F是中学化学中常见的物质，化合物B、C、E中含有两种相同的元素。这些化合物之间存在下列关系。其中A和B的反应是一种重要的化工生产中的主要反应之一。
(1)在A、C、F中含有的相同元素是________。
(2)化合物C的化学式是________，化合物A的水溶液显________性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(3)C的水溶液和D能否发生反应________(填“能”或“否”)，理由是__________。 练综合拓展 7．获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。
(1)光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通讯能同时传输大量信息。制造光纤电缆的主要原材料的化学式是______________，它属于_________材料。
(2)信息产业的核心材料是高纯度的硅，高纯度的单晶硅生产方法之一是：用金属硅化物(Mg2Si)与HCl作用得硅烷(SiH4)，再加热分解硅烷可得高纯硅。单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。写出上述方法中，生产高纯硅的两个化学方程式：____________________________，______________。
8．把河沙(主要成分是SiO2)跟镁粉按一定质量比(质量比约大于15∶24)混合均匀，装入试管中加热大约一分钟后发生剧烈反应，生成一种白色固体化合物和一种硅化物，待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中，立即产生气泡并伴有爆炸声，产生的气体是一种能在空气中自燃的硅的气态氢化物。
(1)写出河沙与镁粉在加热时反应的化学方程式：__________________________，该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)生成的混合物放入稀硫酸中，产生的气体是(填化学式)____________；
(3)写出产生“爆炸声”的化学方程式：_____________________________________ ________________________________________________________________________。
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1课时 二氧化硅和硅酸
基础落实
一、氧 氧化物 硅酸盐 4 ＋4
二、1.硅石：天然 石英：结晶 水晶 玛瑙 沙子：小粒 2.4 2 1∶2 立体网状 3.坚硬难熔 不溶 4.(1)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (2)碱 碱性氧化物 不反应 ①SiO2
高温
＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ②SiO2＋CaO=====CaSiO3 5.(3)光导纤维 (4)首饰
三、1.弱 小 溶胶 硅酸凝胶 硅胶 干燥剂 载体 2.可溶性硅酸盐溶液 从上至下，从左至右：红 变浅 消失 硅酸凝胶 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)
对点训练 1．B
2．C [CO2通常状况下为气体，与SiO2物理性质相差很大；SiO2晶体不溶于水，也不能与水反应生成H2SiO3；SiO2晶体是由Si和O按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体，不存在单个SiO2分子。]
高中化学 第四章 第一节 第1课时 二氧化硅和硅酸课时作业 新人教版必修1
