2018版無機非金屬材料的主角——硅知識點

1、第一節(jié)無機非金屬材料的主角一一硅1. 了解SiO2的結構、性質和用途。（重點）2. 了解硅酸的制備和化學性質。3. 了解硅酸鹽的性質及組成的表示方法。4. 了解硅的性質和用途。（重點）5. 了解幾種重要無機非金屬材料的生產(chǎn)及用途二氧化硅和硅酸基礎初探6.整理1二氧化硅II產(chǎn)二J/1 .硅元素的存在.二2 .二氧化硅（SiO2）存在SiO2的存在形式有結晶形和無定形兩大類、水晶、瑪瑙的主要成分是結晶的二氧化硅。3 2）結構SiO2晶體是由Si和O按原子數(shù)之比為1：2的比例組成的立體網(wǎng)狀結構的晶體。每個硅原子周圍結合4_個O原子，每個O周圍結合2_個Si原子。物理性質熔點高；硬度大；溶解性：不溶于

2、水。,（4）化學性質（寫出有關化學方程式）用途L,|I沙子是基本的建筑材料。純凈的SiO2是現(xiàn)代光學及光纖制品的基本原料，可以制作光導纖維。石英和瑪瑙制作飾物和工藝品。實驗室中使用石英培竭。教材整理2硅酸（H2SiO3）1 .物理性質硅酸是一種難溶于水的白色膠狀物。2 .化學性質弱酸性向Na2SiO3溶液中通入CO2,生成白色沉淀，反應的化學方程式為Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SOJ。結論：H2SiO3酸性比H2CO3酸性(2)不穩(wěn)定性H2SiO3不穩(wěn)定，受熱易分解，反應的化學方程式為HgSiO3H2O+SiO2o3 .制備Na2SiO3溶液中加入鹽酸，反應的化學方程式為

3、NagSiOg+2HCl=2NaCl+H.iQ改膠體)。4 .存在及用途(1)濃度小且邊加邊振蕩時，形成硅酸溶膠(膠體);濃度大時，形成硅酸凝膠。(2)硅膠硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水得到的硅酸干凝膠，稱為“硅膠”，具有很強的吸水性,常用作干燥劑或催化劑的載體。探究升華思考探究探究1SiO2的主要性質及應用(1)為什么實驗室盛放NaOH溶液的試劑瓶要用橡膠塞而不能用玻璃塞？(玻璃的成分中含有SiO2)【提示】當玻璃瓶配玻璃塞時，瓶口內壁和瓶塞外壁都進行了磨砂處理。玻璃中含SiO2,磨砂玻璃遇到強堿如NaOH溶液時，SiO2與NaOH反應生成Na2SiO3,使試劑瓶受腐蝕。Na2SiO3溶液有良好的黏結性

4、，它易使瓶口與瓶塞黏在一起而難以開啟。故使用橡膠塞而不能使用玻璃塞。(2)實驗室能否用玻璃瓶保存氫氟酸？為什么？寫出反應方程式。i iI I【提示】不能。因為氫氟酸腐蝕玻璃，和玻璃中的成分SiO2反應。SiO2+4HF=SiF4T+2H2O。(3)寫出SiO2、CO2與CaO反應的化學方程式?！咎崾尽縎iO2+CaOCaSQ、CO2+CaO=CaCQ。探究2硅酸的制備實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象滴加酚酥溶液后溶液呈寒，滴加稀鹽酸后溶液變?yōu)闊o色，有透明膠狀物生成結論Na2SiO3溶液呈幽生；滴加稀鹽酸后反應的化學方程式為Na2SiO3_+2HCl=2NaCl+Hz$iO3(膠體)向Na2SiO3溶液

5、中通入CO2氣體，現(xiàn)象是,其離子方程式為,然后改加NaOH溶液，反應的離子方程式為【提示】生成白色沉淀SiO+CO2+H2O=H2SiO3J+COH2SQ3+2OH=SiO+2H2O認知升華升華1SiO2和CO2的比較SiO2CO2不同點熔、沸點高低狀態(tài)無色晶體氣態(tài)與水反應不反應L-J/ZCO2+H2OH2CO3與酸反應只與氫氟酸反應不反應相同點與堿性氧化物反應CaO+SiO2CaSiO3CO2+CaO=CaCQ與堿反應SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O與某些鹽反應SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2TSiO2+CaCO3CaSiO3+

6、CO2TCO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3；十Na2CO3與碳反應SiO2+2CSi+2COTCO2+C2CO升華2硅酸的主要性質及應用硅酸是中學化學中惟一一個不溶于水的酸，硅酸酸性很弱、不能使酸堿指示劑變色。(2)實驗室制取硅酸的方法是可溶性硅酸鹽與酸反應。硅酸的性質：具有酸性，酸性比碳酸弱；受熱易分解。（4）硅酸濃度小時可形成硅酸溶膠，濃度大時可形成硅酸凝膠。硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水得到硅膠（或硅酸干凝膠），具有較強的吸水性，常用作干燥劑及催化劑載體。題組沖關題組1SiO2的性質與應用1 .關于二氧化硅，下列敘述不正確的是（）A.水晶的主要成

7、分是二氧化硅B.二氧化硅和二氧化碳在物理性質上有很大差別C.二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反應生成酸D.二氧化硅是一種酸性氧化物，它不跟任何酸起反應.；【解析】水晶的主要成分為SiO2,A項正確；CO2是由分子構成的，而SiO2是Si和O按1：2組成的空間立體網(wǎng)狀結構的晶體，二者物理性質差別較大，B項正確；SiO2不溶于水也不與水反應，.C項正確；SiO2可以與氫氟酸反應，D項錯誤?！敬鸢浮緿2 .下列說法不正確的是（）11A,因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物8 .在反應SiO2+2CSi+2COt中SiO2作氧化劑C.SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結構的晶體，熔點高、硬度大D.氫氟酸

8、能夠刻蝕玻璃，故不能用玻璃瓶來盛裝氫氟酸?、l-.Il-.I【解析】A項，SiO2不溶于水，但它能與堿反應生成硅酸鹽和水，是酸性氧化物，錯誤；B項，在該反應中SiO2被C還原為Si,SiO2作氧化劑，正確；C項，由于SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀L結構的物質，故熔點高，硬度大，正確；D項，SiO2能與氫氟酸反應，故常用氫氟酸刻蝕玻璃，不能用玻璃瓶盛裝氫氟酸，正確?！敬鸢浮緼題組2H2SiO3的性質、制備與應用3.下列關于硅酸白說法正確的是（）11A,硅酸可以通過SiO2和水的化合反應直接制得B.用反應Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3J制取硅酸是利用了可溶性酸制難溶性酸的性質C.因

9、為硅酸難溶于水，所以它不能與NaOH溶液反應D.硅膠可用作袋裝食品的干燥劑【解析】SiO2不能與水反應生成硅酸，A錯誤；B中反應是利用了強酸制弱酸的性質，B錯誤；硅酸雖難溶于水，但可與強堿溶液反應生成硅酸鹽，C錯誤?！敬鸢浮緿4.碳酸的酸性比硅酸強，某化學課外小組搜集了大量的證據(jù)證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性。其中能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是()A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水；.B.CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀ZCZCI/I/J J八L/yrL/yrC.高溫下SiO2與碳酸鈣、碳酸鈉等固體反應生成CO2III II IyD.氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入

10、可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀【解析】根據(jù)強酸制弱酸的原理，CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀，此項實驗事實可證明碳酸的酸性比硅酸強。 I I-【答案】B5,為了進一步確認HCl、H2CO3、H2SQ3的酸性強弱，有人設計用下圖所示裝置進行一次實驗即可達到目的(不必再選用其他酸性溶液)。請回答：(1)A中的化學反應方程式可能為(2)B裝置的作用是。(3)C中的現(xiàn)象有,反應離子方程式為(4)根據(jù)實驗，三種酸的強弱順序為,其依據(jù)為【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2T+H2O(2)除去CO2中的HCl,防止HCl與Na2SiO3反應產(chǎn)生白色膠狀沉淀CO2+H2O+SiO=H2SiO

11、3(膠體)+CO(4)HClH2CO3H2SiO3強酸制弱酸硅酸鹽和硅單質基礎初探教材整理1硅酸鹽C.硅酸鹽的組成與表示定義：由硅氧和金屬組成的化合物的總稱。(2)性質：結構復雜，大多不溶于水，化學性質穩(wěn)定。(3)表示：通常以二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。例如，Na2SiO3：0SiO,。長石(KAlSi3O8):K2OAI2O3,6SiO2o鎂橄欖石(Mg2SiO4):2MgOSiO”【特別提醒】以氧化物形式表示硅酸鹽組成的方法I1:方法：找出組成元素；寫出氧化物的形式；注意原子守恒；檢查有無遺漏。2%化物的順序：活潑金屬氧化物一較活潑金屬氧化物一二氧化硅一水。-r-丁J3:氧化

12、物前化學計量數(shù)配置原則：除氧元素外，其他元素按配置前后原子個數(shù)守恒原則配置化學計量數(shù)，如果出現(xiàn)分數(shù)，擴大倍數(shù)化為整數(shù)。4用化物之間用“？隔開。2 .最簡單的硅酸鹽一一Na2SiO33 .三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品一一無機非金屬材料產(chǎn)品原料主要設備主要成分水泥石灰石、黍古土*%111水泥回轉窯硅酸二鈣2CaO SiO2硅酸三鈣3CaOSiO2鋁酸三鈣3CaOAI2O3玻璃純堿、石灰石和石英砂玻璃窯Na2OCaO6SiO2陶瓷黏土一一4.其他含硅物質(1)SiC：俗稱金剛砂,類似金剛石的結構和性能。(2)含4%硅的硅鋼具有導磁性，用作變壓器鐵芯。(3)硅橡膠：耐高溫又耐低溫。(4)人造分子篩：作吸附劑和

13、催化劑。教材整理2硅單質1 .種類及結構僅供個人學習參考單質硅分為晶體和無定形兩種,晶體硅的結構與金剛石類似2.性質(1)物理性質色、態(tài)光澤熔點硬度質地導電性灰黑色固體光澤金屬高大脆半導體(2)化學性質在常溫下化學性質不活潑，但能與氟氣、HFNaOH溶液發(fā)生反應。3 .用途(1)半導體材料、如硅芯片等。-I(2)新型能源，如光電池等?！咎貏e提醒】硅單質性質的特殊性匚1:一般情況下，非金屬元素單質熔、沸點低，硬度小，但晶體硅和金剛石熔、沸點高，硬度,1I/I/I大，其中金剛石為自然界中硬度最大的物質。2:一般情況下，非金屬單質為絕緣體，但硅為半導體，石墨為電的良導體。？Si的還原性大于C,但單質

14、C在高溫下能從SiO2中還原出Si:SiO2+2CSi+2COT。4:非金屬單質與堿反應一般既作氧化劑又作還原劑，且無氫氣放出，但硅與堿溶液反應只作還原劑，且反應能放出氫氣：Si+2NaOH+H2O=NmSiO3+2H23?非金屬單質一般不與非氧化性酸反應，但硅能與氫氟酸反應：Si+4HF=SiF4T+2H2T題組沖關題組1硅酸鹽的組成、性質和應用1,下列關于硅酸鹽的說法中正確的是()A.硅酸鹽都難溶于水B.Na2SiO3是一種最簡單的硅酸鹽，其水溶液可用作黏合劑C.硅酸鹽通?？捎醚趸锏男问奖硎荆f明硅酸鹽就是由各種氧化物組成的D.硅酸鹽工業(yè)使用的每一種原料都含有硅【解析】A項，Na2SiO

15、3可溶于水，錯誤；C項，硅酸鹽可用氧化物的形式表示，但不是由各種氧化物組成，錯誤；D項，所用原料可能不含硅，錯誤?！敬鸢浮緽僅供個人學習參考2,用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，其中正確的是（）A.鈣沸石Ca(Al2Si3Oi0)3H2O,表示為Al2O3CaO3SiO23H2OB.鎂橄欖石(Mg2SiO4),表示為MgO-SiO2C.鉀云母(K2Al6Si6H4O24),表示為K2O2H2O3AI2O36SiO2D.高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4,表示為Al2O32SiO22H2O【解析】A項，Ca(Al2Si3O10)3H2O應表示為CaOAl2O33SiO23H2O(排序錯)；B項，

16、Mg2SiO4應表示為2MgO-SiO2(不能在系數(shù)中出現(xiàn)分數(shù))；C項，K2A16Si6H4O24應表示為.,IK2O3Al2O36SiO22H2O(排序錯)。D3,下列關于水玻璃的性質和用途的敘述中正確的是（A.它是一種純凈物，既不燃燒也不易腐蝕B.水玻璃是生產(chǎn)玻璃的主要原料之一C.木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D.水玻璃的化學性質穩(wěn)定，在空氣中不易變質【解析】水玻璃是硅酸鈉的水溶液，A錯誤；水玻璃易與空氣中的二氧化碳反應，D錯誤【答案】C題組2硅單質及其化合物的性質及綜合應用4.硅及其化合物的應用范圍很廣。下列說法正確的是（）A.硅是人類將太陽能轉換為電能的常用材料B.粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應C.反應：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2T中，Si為還原劑，NaOH和H2O為氧化劑D.鹽酸可以與硅反應，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅【解析】C項只有H2O是氧化劑；D項鹽酸與Si不反應，氫氟酸才可。【答案】A5.下圖中的每一方格表示相關的一種反應物或生成物。其中，B是一種單質，其余物質也都是含B元素的化合物。C是一種鈉鹽，E是C對應的酸，B的結構類似金剛石，D為B的氧化物（其他不含B元素的反應產(chǎn)物以及各步反應添加的必要試劑和反應條件已被略去）。請?zhí)顚懣瞻祝?1)A、D、E的化學式分別為?(2)A和B的相互轉化在工業(yè)上有什么實際意義?寫出D一C反