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第四单元 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 ★讲义摘录 一、 硅元素在地壳中的含量仅次于氧元素，居第二位，硅酸盐及二氧化硅构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。 2.硅的原子结构示意图： 其原子既不易失去电子也不易得到电子，主要形成四价化合物。 注意：①在地壳中的元素含量排前五位是“氧硅铝铁钙” ②硅元素虽然比较稳定，但因为其为亲氧元素，故自然界中只有化合态无游离态。 二、二氧化硅(SiO2) 1.SiO2的存在（阅读课本P74） SiO2主要以晶体和无定形两大形态存在，统称硅石。 沙子、石英、玛瑙和水晶的主要成分是结晶的SiO2。 2. SiO2的结构 SiO2晶体是有Si和O按1：2的比例所组成的立体结构，基本结构单元为 (正四面体)。 每个Si周围结合4个O，每个O周围结合2个Si，因此SiO2晶体中不存在单个的二氧化硅分子。 3. SiO2的物理性质 熔点高、硬度大、不溶于水的固体 4. SiO2的化学性质 ⑴不与水、一般的酸反应。 ⑵具有酸性氧化物的通性： ①与CaO反应的化学方程式为：SiO2 + CaO 高温 CaSiO3； ②与强碱反应的化学方程式为：SiO2 + 2NaOH Na2SiO3+H2O ； 注意：①虽然SiO2是酸性氧化物，但是不能与水直接化合成硅酸： ②粗糙的SiO2可与NaOH反应，故不能用带玻璃塞的玻璃试剂瓶保存 ⑶特性：与氢氟酸反应：SiO2 + 4HF SiF4↑+2H2O ；(可用于雕玻璃) 高沸点制低沸点：Na2CO3+ SiO2CO2 ++Na2SiO3 5.用途 ⑴沙子是基本的建筑材料。 ⑵纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制成光导纤维。 ⑶实验室中的石英坩埚 ⑷石英、玛瑙和水晶可以制作饰物和工艺品 三、硅酸（H2SiO3）） 1．硅酸的性质 ⑴硅酸（H2SiO3）是一种难溶于水、很弱的酸，酸性比碳酸弱。 向Na2SiO3）溶液中通入CO2, 反应的化学方程式为CO2 +H2O +Na2SiO3= Na2CO3+ H2SiO3↓； ⑵不稳定受热易分解:H2SiO3 高温SiO2 +H2O ⑶硅酸在水中易聚合成胶体溶液或白色悬浊液。浓度小时，形成胶体溶液；浓度大时，形成硅酸凝胶。干燥脱水，形成硅胶，可做干燥剂 2.硅酸的制备： 原理：强酸制弱酸。⑴ CO2 +H2O+Na2SiO3= Na2CO3+ H2SiO3↓ ⑵ 2HCl+Na2SiO3= 2NaCl+ H2SiO3↓ 注意：原硅酸（H4SiO4）也为不溶于水的弱酸，H2SiO3和H4SiO4的酸酐都是SiO2 典型例题 【例1】下列说法正确的是（ ） Ａ.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应. Ｂ．CO2气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸. Ｃ．根据反应 SiO2+CaCO3 高温CO2+CaSiO3可推知硅酸酸性比碳酸强. Ｄ．SiO2能跟水反应生成酸. 【例2】在硅酸钠溶液中通入足量的CO2气体，充分反应后加热、蒸发、灼烧，最后得到的固体物质为（ ） Ａ．SiO2 与NaHCO3 Ｂ．Na2CO3与SiO2 Ｃ． SiO2 Ｄ．NaHCO3 【例3】下列离子方程式书写正确的是（ ） Ａ．往澄清的石灰水中通入过量的二氧化碳：CO2+Ca2++2OH- = H2O+CaCO3↓ Ｂ．往碳酸钠溶液中加入二氧化硅：SiO2+CO32-= CO2+SiO32- Ｃ．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2+2OH-= SiO32-+H2↑ Ｄ．硅酸与烧碱溶液中和： 2OH- +H2SiO3= SiO32-+ 2H2O 【 强化练习 1．下列物质中主要成分不是二氧化硅的是（ ） A．硅胶 B．水晶 　 C．玛瑙 　 D．硅石 2．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中（ ） A．具有玻璃塞的细口瓶 B．具有玻璃塞的广口瓶 C．带滴管的滴瓶 D．具有橡胶塞的细口瓶 3．可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是（ ） A．二氧化硅 B．粗硅 C．高纯硅 D．硅酸盐 4．下列不是水玻璃用途的是（ ） A．肥皂填料 B．木材防火剂 C．纸板黏胶剂 D．建筑装饰材料 5下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（ ）A．CO2→H2CO3 B．SiO2→Na2SiO3 C．Na2O2→Na2CO3 D．SiO2→H2SiO3 ．二氧化硅