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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 课前预习： 一、硅单质 1.物理性质 单质硅有_______和_______两种。晶体硅的结构类似于__________，是带有__________的__________。熔点_____、硬度_____、有_____。硅元素在地壳中的含量是_______(占第几位)。 2.化学性质 硅在常温下化学性质_______________。一定条件下，可发生化学反应。写出下列变化的化学方程式： ①硅和非金属反应: 和O2________________________ 3.用途。 晶体硅的导电性介于________和________之间，是良好的_________材料。硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料。 二、二氧化硅和硅酸盐 1.二氧化硅 ①硅是一种______元素，在自然界中总是与氧相互化合，所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的__________及____________形式存在。SiO2是硅最重要的化合物。地球上存在的天然二氧化硅称为________，其存在形态有_______和_______两种。石英晶体是结晶的二氧化硅，石英中无色透明的晶体称为__________，具有彩色环带状或层状的称为__________。 ②二氧化硅具有________结构。密度和硬度都_________。 ③化学性质。写出下列变化的化学方程式。 a.和强碱反应(NaOH)_____________________________ _______________；玻璃的组成成分中含有二氧化硅，故存放碱性试剂的玻璃试剂瓶不能用_________塞。 b.和碱性氧化物反应(CaO) _____________________________ __________； c.和HF酸反应_________________________________ _________________。 玻璃的组成成分中含有二氧化硅，故氢氟酸不能存放在__________中。。 2.硅酸和硅酸盐 ①是一种比碳酸______，溶解度______的酸。可由_________和____ __反应来制备。例如：向Na2SiO3水溶液中滴加稀盐酸时，可以发生反应：_____________________________得到硅酸。生成的H2SiO3逐渐聚合而形成________________。硅酸凝胶经干燥脱水形成硅酸干胶，称为“_________”。它是优良的___________剂，也可作催化剂的载体。 ②硅酸盐是由____、____和______组成的______的总称，一般________(溶解性如何)，化学性质很稳定。硅酸钠是最简单而有常用的硅酸盐，它的水溶液俗称________，溶液呈____性。一般可用来作肥皂的______、木材的________及_______等。硅酸钠溶液存放在玻璃试剂瓶中不能用玻璃塞。 ④传统的硅酸盐产品为________、________和________。新型陶瓷产品有__________、__________、_________和_________。 碳化硅俗称金刚砂，具有金刚石结构，有很大的硬度。工业上金刚砂的制备原理(用化学方程式表示)为：SiO2 + 3C SiC + 2CO。在这个反应中，氧化剂是__________，还原剂是__________，氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。 课内练习： 1．下列关于硅和硅的化合物的叙述，错误的是 （ ） ①硅的晶体结构和金刚石相似 ②硅是地壳中含量最多的非金属元素 ③晶体硅是良好的半导体材料 ④二氧化硅是制造光导纤维的重要材料 ⑤二氧化硅是由两个氧原子和一个硅原子构成的 ⑥二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 A．①②⑥ B．②⑤⑥ C．④⑤⑥ D．②③④ 2、地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（ ） A熔点很高 B与水反应生成对应的酸 C可与烧碱反应生成盐 D坚硬 3 （ ） A．硅酸钠溶液 B．氢氟酸 C．氢氧化钠溶液 D．氯化钠溶液4．碳化硼陶瓷硬度大，熔点高，具有化学惰性。则不能作为碳化硼陶瓷用途的是 （ ） A．作耐磨材料 B．作润滑材料 C．制切削工具 D．制钢化玻璃 5．工业上用碳还原SiO2制取单质硅会发生如下副反应：SiO2+3C==SiC+2CO。该反应中氧化剂与还原剂的质量比为