4-1-1二氧化硅和硅酸
4-1-1二氧化硅和硅酸
●内容概述
本章是高中化学集中介绍非金属知识的首章，它是对初 中化学中的碳、氢、氧知识的总结，同时又以卤素为代 表介绍非金属的典型结构、性质、用途与制法，具有承 上启下的作用。 本章共分四节，分别讨论几种重要的非金属——硅、氯、 硫、氮及其化合物的重要性质，是无机化学的重要内容， 也是与生产、生活及新科技密切联系的内容，是考试中 考查其他理论知识的平台。每一部分都与现实生活联系 密切。
每个Si原子通过O原子与周围的4个Si原子连接着，
形成1个大的正四面体(虚线示型)：
●细品教材
1．存在
二氧化硅广泛存在于自然界中，天然二氧化硅称为硅石， 约占地壳质量的12%，其存在形态有结晶形和无定形两 种，石英晶体和水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。 空气中存在体积分数约为0.03%的二氧化碳，近年来空 气中二氧化碳的含量呈上升趋势，主要原因是人类在生 产活动中大量地消耗燃料和破坏森林植被，从而导致了 自然界的“温室效应”。
氢氟酸
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 而二氧化硅不能与过氧化
故氢氟酸不能盛放在玻 璃试剂瓶中
钠的反应
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
二氧化硅
二氧化碳 用途：
用做灭火剂(但不能扑灭钠等金属燃烧引 起的火灾)；制纯碱、尿素；制汽水等 碳酸型饮料；干冰作制冷剂和人工降雨 剂；二氧化碳可用做温室中植物的“气 肥”(光合作用)
氯是典型的非金属元素，其特征性质是强氧化性，它能够氧化
除金、铂以外的绝大多数金属，能与水、碱等化合物发生反应， 可以将比它活泼性稍差的非金属从其盐或无氧酸中臵换出来。
硫和氮的氧化物、硫酸和硝酸、氨是生产和生活中重要
二氧化硅及硅酸教案
无机非金属材料的主角——硅教学方案(设计) 课题二氧化硅与硅酸课型新授课授课教师教材版本人教版章节第四章第1节学生情况（分析）从认知结构看，学生在初中已经学了二氧化碳的性质，也接触过酸性氧化物的概念，对酸性氧化物的性质有初步的理解；从心理特征看，高一学生已具备发现问题、分析问题、解决问题的初步能力。
教学内容(分析处理)本节教材包括两部分，二氧化硅的物理化学性质、用途及硅酸的制取原理和硅胶的用途。
其中二氧化硅的化学性质是本节的重点，在二氧化硅的化学性质中重点突出了酸性氧化物的性质。
介绍二氧化硅的一些物理性质后，以图配文的方式介绍了二氧化硅的用途，最后让学生通过日常生活中的一些事实，以“思考与交流”的方式得出二氧化硅的化学性质。
对于硅酸，书上只是简要介绍了其制取原理和硅胶的用途。
教学目标（设计）1、了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质；2、通过对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸）、学会联系、对比、归纳总结的学习方法；3、了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。
教学方法（策略）（设计）对比法、问题讨论法、实验法教学媒体（设计）多媒体计算机课堂小结作业布置硅酸变色硅胶的实验硅酸的制备比较硅酸的酸性二氧化硅二氧化碳的性质二氧化硅的结构推导出二氧化硅的物理、化学性质硅引入日常生活中的硅及其化合物碳与硅的对比突出硅亲氧的性质课后习题二氧化硅硅酸酸性氧化物与氢氟酸反应弱酸巩固所学知识教师活动教学内容学生活动设计意图时间分配［引入］今年的诺贝尔物理学奖得主高锟被誉为“光纤之父”，那么大家对光纤又知道多少呢？硅及其化合物在日常生活中的应用思考问题从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例引入硅及其化合物。
1min［补充］光纤其实是硅的一种化合物，其实在我们的日常生活中还有很多硅的化合物，我们一起来看一下［展示］电脑的芯片、水泥、玻璃和瓷砖等图片［板书］无机非金属材料的主角——硅［提问］大家可以看到，硅在我们的日常生活扮演着十分重要的角色，那么硅有什么特点呢？硅的性质与特点思考问题，注意观察元素周期表，完成表格引导学生通过观察、思考，学会归纳总结元素的性质与特点5min［展示］元素周期表［讲述］大家仔细观察一下元素周期表，以及阅读书本P62第1、2、3自然段，然后完成下列表格。
二氧化硅和硅酸
（1）存在
水晶：无色透明
天
结晶形
然 （石英晶体）
SiO2
玛瑙：具有彩色环带或
层状
硅 石 无定形——硅藻土
（2）结构
[SiO4]四面体
二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,用
SiO2来表示二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比, 不是分子式是化学式。
水晶
下列说法错误的是（ CDE ）
A . SiO2 是二氧化硅的化学式； B . 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 ； C .[SiO4 ] 四面体只存在于二氧化硅晶体中； D . 沙子里含无定形二氧化硅； E . 石英就是水晶； F . SiO2 从古到今被人类广泛地应用着，是因为
水分蒸发后燃烧 水不能防火
水分蒸干后不燃烧 硅酸钠能防火
（2）硅酸钠化学性质
硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧， 不易被腐蚀，热稳定性好。
①与酸反应
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
②与盐反应
CaCl2 + Na2SiO3 = CaSiO3 ↓+ 2NaCl
③用途 可以作肥皂填料，还可以用做建筑、纸张的
A.还原剂
B.氧化剂 C.二者都不是
（2）反应 ②属于（ A、E ）， 反应③ 属于（ C、E ）。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应
D.非氧化还原反应
E. 氧化还原反应
红(蓝)宝石： Al2O3晶体
钻石(金刚石)： 碳
的是（ D ）
A.CO2→H2CO3
B.SiO2→Na2SiO3
C.Na2O→Na2CO3 D.SiO2→H2SiO3
高中化学人教版必修1：4.1.1 二氧化硅和硅酸含解析
授课提示：对应学生用书 119 页
[练基础]
1．下列物质的主要成分不是 SiO2 的是( ) A．石英 B．水晶 C．金刚砂 D．玛瑙 答案：C 2．下列反应不能一步完成的是( ) A．SiO2―→Na2SiO3 B．SiO2―→H2SiO3 C．SiO2―→CaSiO3 D．H2SiO3―→SiO2 解析：二氧化硅可与氢氧化钠直接反应生成硅酸钠；氧化钙可与二氧化硅在高温下反应 生成硅酸钙；硅酸可直接加热分解生成二氧化硅，故只有 B 符合题意。 答案：B 3．除去 SiO2 中混有少量生石灰和石灰石，有如下操作： ①加水溶解 ②加水煮沸 ③过滤 ④加稀盐酸 ⑤加稀 H2SO4，正确的操作顺序是 () A．①③ B．④③ C．⑤③ D．②③ 解析：加稀盐酸与 CaO、CaCO3 反应生成 CaCl2 溶液，然后过滤得到 SiO2 固体。注意不 能选用稀 H2SO4，因 CaSO4 微溶，不易分离出 SiO2。 答案：B 4．下列叙述正确的是( ) A．CO2 与 SiO2 都能跟 H2O 反应生成相应的酸 B．SiO2 与 CO2 都属于酸性氧化物，都不能与酸反应 C．SiO2 与 CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应 D．水晶的主要成分是 SiC 解析：A 项，CO2 与水反应，SiO2 与水不反应，也不溶于水；B 项，SiO2 为酸性氧化物， 能与氢氟酸反应，但 CO2 不能与酸反应；D 项，SiC 俗称金刚砂。 答案：C 5．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是( )
-1-
A．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出 B．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解 C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成 D．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入 氢氧化钠溶液中看其是否溶解 解析：SiO2 不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3 均可溶于盐酸，且 CaCO3 溶于 盐酸有气泡生成，SiO2 可以溶于 NaOH 溶液。 答案：D 6．下列关于硅酸的说法正确的是( ) A．硅酸可以通过 SiO2 和水的化合反应制得 B．用反应 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性 酸的原理 C．硅酸难溶于水，不能与 NaOH 溶液反应 D．硅胶可用作袋装食品的干燥剂 解析：SiO2 不溶于水也不能与水反应生成硅酸，A 项错误；B 项中反应是利用了强酸制弱 酸的原理，B 项错误；硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C 项错误。 答案：D 7．下列关于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的说法不正确的是( ) A．两者均为弱酸 B．两者均可使紫色石蕊试液变红色 C．CO2 气体通入 Na2SiO3 溶液中可以制得硅酸 D．两者受热时均可以分解 解析：硅酸不能使紫色石蕊试液变红，B 错误。因为 H2CO3 酸性强于 H2SiO3，故可以用 H2CO3 制备 H2SiO3：CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓。 答案：B 8．下列说法正确的是( ) A．硅酸不溶于水，因此不与 NaOH 溶液反应
人教版高中化学必修一课件：第四章 第一节第1课时 二氧化硅和硅酸
分盐反应,如
①SiO2+Na2CO3 ②SiO2+CaCO3
Na2SiO3+CO2↑。 CaSiO3+CO2↑。
归纳总结
化学式 状态
溶沸点、硬度 水溶性 与水反应
与碱 反应
与碱性氧化物反应 与酸
用途
二氧化碳与二氧化硅比较
CO2 气态 熔沸点很低 能溶于水 CO2+H2O H2CO3
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归纳总结
1.实验室常用可溶性硅酸盐与酸反应制取硅酸。 2.硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶,浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶 经干燥脱水后得到硅胶(或硅酸干凝胶),具有较强的吸水性,常用作干 燥剂及催化剂的载体。
题组例练
1.下列关于硅酸的说法正确的是( D )
A.硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得
• 8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就 都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。下午1时7分4 1秒下午1时7分13:07:4121.11.16
(3)性质 ①物理性质 熔点 高 ,硬度 大
B)
解析:二氧化硅是由硅原子和氧原子按1∶2的比例形成的具有立体网状 结构的晶体,是熔点高、硬度大的固体;二氧化硅是一种不溶于水的酸性 氧化物,与水不反应;磨口玻璃塞中的二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应, 生成具有黏性的硅酸钠,容易使玻璃塞与瓶口黏结在一起;氢氟酸能腐蚀 玻璃,不能用玻璃瓶盛装氢氟酸,常用塑料瓶盛装氢氟酸。
无定
形两大类,水晶、玛瑙的主要成分
高中化学必修一 4-1-2 硅酸盐和硅 砂中之宝硅素材 精
砂中之宝——硅当你漫步在海岸、河边，看到那些洁净的砂粒，你未必会注意它。
常言道：“砂里淘金”。
可是历来人们总是毫不可惜地把砂子丢弃。
但你是否知道，砂子里面还含有一种比金子有用得多的元素呢？这就是硅，如果说碳是有机世界的“主角”，那么，无机世界的“主角”该算是硅了。
硅是地壳中第二个含量最多的元素，仅次于氧。
在地壳中，绝大部分的硅是以二氧化硅的形式存在的，据统计，二氧化硅占地壳总重量的百分之八十七！也就是说，硅和氧这两种最多的元素形成的化合物，几乎“垄断”了地壳。
大部分岩石和砂予中都含有二氧化硅。
虽然硅的化合物在地球上俯拾皆是，但是硅的发现却费了一番周折。
早在十九世纪初，法国化学家就发现了不纯的无定形硅，不过，当时人们对它很不了解。
直到十多年后，人们才肯定它是一种新元素，又过了三十多年，人们才看到了硅的真面目。
原来，它披一件灰色的“衣服”，能像金属一样发光。
硅在常温下比较“文静”，但在熔融状态就变得特别活泼好动，能和许多物质发生化学反应，所以在自然界中人们从来没有发现过单独存在的硅。
对于大多数人来说，竹子并不是一种十分陌生的植物。
一提起它，人们都会知道它的“身材”十分“苗条”，可是它又长得非常高，有些人也许很替它担心，要是一股大风刮过，会不会把它吹倒呢？对这你们不用担心，无论多大的风也吹不倒竹子，至多也只能让它东摇西摆。
不信，你听，竹叶正”呼啦啦”地唱着胜利的歌。
这正是“疾风知劲草”呀。
竹子为什么会不怕风呢？原来，在竹子的茎干中含有丰富的硅的化合物，它们能帮助竹子增加自己的强度和韧性，所以竹子的茎干十分坚韧挺拔，风拿它一点办法也没有。
这就使得竹子在禾本科植物中“鹤立鸡群”。
竹子还有两个小“妹妹”，名字叫小麦和水稻，可是她们却没有一点“骨气”，一遇风就会趴在地上，使得庄稼大量减产，这可叫农民伤透了心。
怎么才能叫她们也变得不怕风呢？现在，人们在田地里撒上一些可溶性的硅酸菌盐肥料或硅酸肥料，就能治愈她们怕风的病根。
二氧化硅和硅酸课件
光纤
一、 二氧化硅（ SiO2 ）
水晶
1、存在:
结晶形（石英晶体） 水晶 无色透明 玛瑙 彩色环带或层状
硅石
无定形——硅藻土
玛瑙
SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。结 晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。
2、结构
立体网状结 构决定了 SiO2具有优 良的物理和 化学性质
➢硅胶的用途：
干燥剂（吸水），
吸附剂（多孔），
催化剂的载体。
思考一下
如何用SiO2制取 H2SiO3 ？
SSiOiO2 2
Na2SiO3H2SiOH32SiO3
NaOH
酸
能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实
是( B )
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀 C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2 D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气2CO3弱。
硅酸的性质
①弱酸性（酸性比碳酸弱）
②不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解 H2SiO3 =∆= H2O + SiO2
➢生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶（能流动），
当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不能流 动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶。(硅胶的 基本成份是 mSiO2·nH2O)
每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角。 同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用SiO2来表示
3、二氧化硅的物理性质
根据SiO2的存在， SiO2有哪些物理 性质？（从水溶性、硬度、熔点考虑）
物理性质:__硬___度__大__、__熔__点__高__、__难__溶__于__水____ 化学稳定性:____通__常__条__件__下__，__很___稳__定____
二氧化硅和硅酸
思考与交流：
物理性质
状态 固态
气味 没有气味
熔点 高
硬度 大
化学稳定性： 化学稳定性：好。 SiO2的这些性质与它的空间网状结构有关。 的这些性质与它的空间网状结构有关。 空间网状结构有关 SiO2是酸性氧化物，酸性氧化物不 是酸性氧化物， 能与酸反应吗？ 能与酸反应吗？它可能发生哪些化 学反应？ 学反应？
硅胶的用途：硅胶 硅胶的用途： 多孔， 多孔，吸附水分能 力强， 力强，常用作实验 室和袋装食品、 室和袋装食品、瓶 装药品等的干燥剂， 装药品等的干燥剂， 也可以用作催化剂 的载体。 的载体。
二、硅酸盐
硅酸盐是由硅、 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总 称。 硅酸盐是一类结构复杂的物质，一般都不溶 硅酸盐是一类结构复杂的物质， 硅酸盐是一类结构复杂的物质 于水，化学性质很稳定。 于水，化学性(Na2SiO3)，其水溶液俗 酸钠 ， 水玻璃，可用作肥皂填料 肥皂填料、 称水玻璃，可用作肥皂填料、 木材防火剂及黏胶剂等 木材防火剂及黏胶剂等。
CO2 类别 熔沸点 与水反应 与酸反应 与CaO反应 反应 与NaOH反应 反应 与碳反应
SiO2
酸性氧化物 低
CO2+H2O=H2CO3
酸性氧化物 较高 不反应
只与HF 酸反应 只与 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
高温
不反应
CO2+CaO=CaCO3 SiO2+CaO=CaSiO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
1.二氧化硅(SiO2)
石英是结晶的二氧化硅， 石英是结晶的二氧化硅，具有不同的晶 型和色彩。 型和色彩。石英中无色透明的晶体就是通常 所说的水晶 水晶， 所说的水晶，具有彩色环带状或层状的称为 玛瑙。沙子中含有小粒的石英晶体。 玛瑙。沙子中含有小粒的石英晶体。 SiO2的网状结构决定了它 网状结构决定了它 具有优良的物理和化学性 质。
2019-2020年人教版化学必修一讲义：第4章+第1节+课时1 二氧化硅和硅酸及答案
第一节无机非金属材料的主角——硅课时1二氧化硅和硅酸目标与素养：1.了解硅的结构、存在形式及其制备。
(宏观辨识与微观探析)2.了解二氧化硅、硅酸的主要性质及应用。
(宏观辨识与变化观念)3.了解硅酸的制备和用途。
(科学探究与社会责任)一、二氧化硅1．硅元素的存在及原子结构2．SiO2的组成、结构、性质与用途(1)存在SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。
(2)结构SiO 2晶体是由Si 和O 按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体。
每个硅原子周围结合4个O ，每个O 周围结合2个Si 。
(3)物理性质 熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。
(4)化学性质①具有酸性氧化物的通性a ．可与NaOH 溶液反应，其反应方程式为SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O 。
b ．可与氧化钙反应，其反应方程式为SiO 2＋CaO=====高温CaSiO 3。
②特性除氢氟酸外，SiO 2一般不与其他酸反应，SiO 2与HF 溶液反应，反应的化学方程式为SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。
(5)用途①沙子是基本的建筑材料。
②纯净的SiO 2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。
③石英和玛瑙制作饰物和工艺品。
④实验室中使用石英坩埚。
二、硅酸1．物理性质颜色：白色；状态：胶状；溶解性：难溶于水。
2．化学性质3．制备1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)硅在自然界中既有游离态又有化合态。
()(2)SiO2是一种三原子分子，属于酸性氧化物。
()(3)SiO2与H2O反应可生成硅酸。
()(4)硅酸难溶于水，可溶于NaOH溶液。
() [答案](1)×(2)×(3)×(4)√2．下列关于碳和硅的比较，正确的是()A．碳和硅在自然界的存在形式都是既有游离态也有化合态B．碳和硅的最高正价都是＋4价C．硅元素在地壳中的含量占第二位，碳元素占第一位D．硅与碳一样均含有两种常见价态的氧化物：SiO和SiO2[答案] B3．写出由SiO2制备H2SiO3的有关化学方程式____________________________________________________。
4-1《无机非金属材料的主角—硅》
知识点一二氧化硅和硅酸1.硅在自然界中的存在(1)含量硅在地壳中的含量占第二位，仅次于氧。
(2)原子结构特点硅的原子结构示意图为,最外层有4个电子，和碳一样，其原子既不易失去电子也不易得到电子，主要形成四价的化合物。
硅是无机界的主角，碳是有机界的主角。
(3)硅元素的存在硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在，它们占地壳质量的90%以上。
在自然界中，没有游离态的硅，只有化合态的硅。
2.二氧化硅(1)二氧化硅的存在SiO2是硅最重要的化合物，其存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。
石英晶体是结晶的二氧化硅，其中无色透明的晶体叫水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。
沙子中含有小粒的石英晶体。
(2)二氧化硅的结构SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元如图所示：该结构为四面体结构，每个Si周围有4个O，而每个O跟2个Si相结合，所以SiO2是由Si和O按原子个数比为1∶2所组成的具有立体网状结构的晶体，如图所示。
⑶物理性质SiO2的网状结构决定SiO2是不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大。
⑷化学性质①SiO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，在一定条件下能与碱性氧化物和碱反应生成盐。
SiO2是硅酸的酸酐，但不与水反应。
a.可以与强碱如NaOH等反应，方程式为：SiO2+ 2NaOH＝Na2SiO3+ H2O特别提醒盛放NaOH（或其他碱性）溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，要用橡胶塞，因玻璃的主要成分之一是SiO2,会与NaOH在常温下反应生成Na2SiO3，特别是瓶颈的磨砂部分更易与NaOH反应。
②特性与氢氟酸(HF)反应——HF是唯一可以与SiO2发生反应的酸。
SiO2化学性质很不活泼，除氢氟酸外不与其他酸反应，SiO2与HF反应的化学方程式为:SiO2 + 4HF ＝SiF4↑+ 2H2O，故氢氟酸可用于刻蚀玻璃。
特别提醒因为SiO2是玻璃的主要成分之一，所以氢氟酸能腐蚀玻璃，因此，氢氟酸在保存时不能盛放于玻璃瓶里，可以存在于塑料瓶里。
课时作业13：4.1.1二氧化硅和硅酸
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[对点训练]题组一二氧化硅1．下列说法中错误的是()A．硅元素是地壳中含量最多的元素B．自然界中二氧化硅主要存在于石英矿和硅酸盐中C．石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅D．玛瑙是具有彩色环带状或层状的石英晶体答案 A解析地壳中硅元素的含量居第二位，仅次于氧元素；二氧化硅主要存在于石英矿和硅酸盐中。
2．二氧化硅属于酸性氧化物，理由是()A．二氧化硅是一种非金属氧化物B．二氧化硅能与水反应生成硅酸C．二氧化硅与强碱反应生成盐和水D．二氧化硅不能与酸反应答案 C解析能与碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物，二氧化硅能与强碱溶液反应生成盐和水，所以二氧化硅是酸性氧化物。
与水或酸不反应、非金属氧化物等不一定是酸性氧化物，如一氧化碳等。
3．下列关于二氧化碳和二氧化硅的说法中正确的是()A．二氧化碳和二氧化硅分别是碳酸和硅酸的酸酐B．二氧化碳和二氧化硅与水反应分别生成相应的酸C．二氧化碳是酸性氧化物，二氧化硅是两性氧化物D ．二氧化碳和二氧化硅都是由相应的分子组成的答案 A解析 二氧化碳和二氧化硅都能与碱(如氢氧化钠)溶液反应生成盐和水，它们都是酸性氧化物；二氧化硅不能与酸反应生成盐和水，二氧化硅不是两性氧化物；二氧化硅不溶于水，不能与水反应；二氧化碳是碳酸的酸酐，二氧化硅是硅酸的酸酐；二氧化碳气体由二氧化碳分子聚集而组成，二氧化硅则是硅原子和氧原子构成的立体网状结构的晶体，二氧化硅中不存在分子。
4．下列物品或设备的成分中含有二氧化硅的是( )①门窗玻璃 ②水晶镜片 ③石英钟表 ④玛瑙首饰 ⑤硅太阳能电池 ⑥光导纤维 ⑦计算机芯片A ．①②③④⑥B ．全部C ．⑤⑦D ．①②⑥⑦答案 A解析 玻璃、石英、水晶、玛瑙和光导纤维的成分中都含有二氧化硅，计算机芯片、硅太阳能电池的主要成分是单质硅。
5．下列叙述中，正确的是( )A ．自然界中存在大量的单质硅B ．石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C ．二氧化硅化学性质活泼，能与酸或碱发生化学反应D ．自然界中硅元素都存在于石英中答案 B解析 自然界中硅元素的含量很高，但都以化合态形式存在；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在；二氧化硅的性质稳定。
化学4.1.1二氧化硅与硅酸课件
从原子角度认识硅原子
C
Si
Si 既不易失去电子，也不易得到电子， 所以,硅的化学性质不活泼,主要形成四 价化合物． 2020/4/14
思考： 碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？
➢碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强 ➢Si无单质状态 ➢化合态：硅的氧化物和硅酸盐
2020/4/14
一、二氧化硅和硅酸
2020/4/14
5、硅酸钠（Na2SiO3） （1）、硅酸钠的物理性质
硅酸钠是白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水
玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，是
一种矿物胶，黏性很强，可以作黏胶剂和木材防
火剂。
阅读课本P77并 探究实验4-2
放入蒸馏水
放入硅酸钠饱和溶液
现 象 水分蒸发后燃烧 水分蒸干后不燃烧 结 论 水不能防火 硅酸钠能防火
应写成K2O·Al2O3·6SiO2
2020/4/14
4、硅酸盐在自然界的转化
硅酸盐是如何具有保肥能力的？
硅酸盐矿石长期受到空气中的二氧化 碳和水的侵蚀后,逐渐风化分解,生成的可 溶物质随雨水流入江河、海洋，留下大 量的黏土形成土壤胶体，因其表面积巨 大且一般带负电，能吸收NH4+，K+等营 养离子，从而具有保肥能力。
2020/4/14
2020/4/14
2020/4/14
（4）具有特殊功能的含硅物质 ：
①碳化硅 （SiC俗称金刚砂），具有
金刚石的结构。硬度很大，用 作砂纸、砂轮的磨料。 ②硅钢
（铁合金）导磁性良好， 用作变压器铁芯。
2020/4/14
③硅橡胶 最好的既耐高温又 耐低温的橡胶。
④分子筛 具有均匀微孔结构 的铝硅酸盐。
4-1-无机非金属材料的主角—硅
实验4-2
硅酸钠的性质
取两个小木条或滤纸条，分别放入蒸馏水和 Na2SiO3饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出 稍沥干（不再滴液）后，同时分别放置在酒精灯 外焰处。观察现象。 放入蒸馏水 放入Na2SiO3饱和溶液 现象 水分蒸发后滤纸燃烧 水分蒸干后并不燃烧
结论 水虽可用于灭火，但 用水玻璃浸泡过的木 不能用于防火 材或织物可防火 硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧，不 易被腐蚀，热稳定性好。 CaCl2 + Na2SiO3 ＝ CaSiO3↓ + 2NaCl
高温
俗称水玻璃， 我是粘结剂哦
硅酸钠（粘合性）+
H 2O
思 考 与 交 流
为什么实验室中盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡 皮塞而不用玻璃塞?
防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠 状的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘结在一起。 注意： 保存碱性试剂的试剂瓶只能用橡皮塞 ② 特性反应 实验室能不能用玻璃瓶盛装氢氟酸？ 塑料瓶
科学视野
二氧化硅的结构
基本结构单元：四面体结构，每个Si接4个O，每 个O接2个Si。
二氧化硅是由Si和O按1：2的比例组成的立体 网状结构的晶体。通常用SiO2来表示二氧化硅的 组成。[SiO4]四面体不仅存在于SiO2晶体中，也 存在于所有硅酸盐矿石中。
⑵用途： SiO2 的网状结构决定了 SiO2 具有优良的物理 化学性能，加上 SiO2 在自然界的广泛存在，因此 从古到今SiO2都被人类广泛地应用。 ①沙子用做建筑材料
⒈二氧化硅 广泛存在于自然界，与其他矿物共同构成了 岩石。天然二氧化硅约占地壳总质量12%，存在形 态主要有：结晶型和无定型，俗称“硅石”。
硅石
⑴存 在：
结晶形
高一化学人教版必修1学业分层达标训练：4.1.1二氧化硅和硅酸(含解析)
4.1.1二氧化硅和硅酸学业分层达标训练A【基础巩固练】1、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.硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得解析二氧化硅对应的酸虽然是硅酸，但是由于二氧化硅不溶于水也不与水反应，所以B项错误。
答案 B2、下列溶液可以盛放在玻璃瓶中，且能用玻璃塞的是( )A.硅酸钠溶液B.氢氟酸C.氢氧化钠溶液D.氯化钠溶液解析盛放碱性溶液的玻璃瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞，防止玻璃塞中的SiO2与碱液反应生成Na2SiO3而使瓶口和瓶塞黏结在一起；因为氢氟酸与玻璃中的SiO2反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，而使玻璃溶解，故不能用玻璃瓶盛放氢氟酸。
答案 D3、关于二氧化硅的叙述不正确的是 ( )①二氧化硅是制造光导纤维的重要原料②硅、碳原子最外层都有4个电子，故SiO2的物理性质与CO2类似③SiO2既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应，是两性氧化物④将CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成，说明碳酸比硅酸酸性强A.②③B.③④C.②④D.①④解析①二氧化硅具有良好的光学特性，是制造光导纤维的重要原料，正确；②二氧化硅是由硅、氧原子构成的，二氧化碳是由CO2分子构成的，故SiO2的物理性质与CO2不同，错误；③氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，四氟化硅不是盐，故二氧化硅不是两性氧化物，错误；④碳酸酸性强于硅酸，依据强酸制备弱酸原理，将CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀硅酸生成，正确。
答案 A4、在一定条件下，既能与CO2反应，又能跟SiO2反应的物质是( )①NaHCO3溶液②浓硫酸③Na OH溶液④碳A.①②B.①③C.②④D.③④解析SiO2和CO2都属于酸性氧化物，能与碱反应，同时二者均具有弱氧化性，一定条件下能与单质碳反应；但二者均不与NaHCO3、浓硫酸发生反应。
二氧化硅变成硅酸的化学方程式
二氧化硅变成硅酸的化学方程式引言二氧化硅（SiO2）是一种常见的无机化合物，广泛应用于各个领域，包括建筑材料、玻璃制造、电子行业等。
硅酸（H2SiO3）则是二氧化硅与水反应生成的产物。
本文将详细介绍二氧化硅变成硅酸的化学方程式及相关反应机制。
二氧化硅和水反应生成硅酸当二氧化硅与水发生反应时，会生成硅酸。
该反应可以通过以下方程式表示：SiO2 + H2O → H2SiO3这个方程式表明，一个分子的二氧化硅与一分子的水反应生成一分子的硅酸。
反应机理在这个反应中，二氧化硅分子中心的硅原子与四个氧原子相连。
当加入水后，其中一个氢原子与一个氧原子结合形成一个羟基（OH）。
这个羟基可以与二氧化硅中心的硅原子发生取代反应，从而形成一个新的连接。
具体来说，当水接近二氧化硅分子时，其中一个氢原子与一个氧原子结合，形成羟基（OH）：H2O → H-OH然后，这个羟基可以与二氧化硅分子中心的硅原子发生反应：SiO2 + H-OH → Si-OH + O在这个反应中，一个氧原子从二氧化硅分子中释放出来，同时一个羟基取代了其中的一个氧原子。
这样就形成了硅酸（H2SiO3）分子。
化学方程式的平衡上述的化学方程式描述了二氧化硅和水反应生成硅酸的过程。
然而，在实际情况下，这个反应并不是一步完成的，而是经过多个步骤进行。
为了简化表示，我们通常使用一个整体的方程式来描述整个反应过程。
在这个整体的方程式中，我们需要考虑反应物和生成物之间的物质摩尔比例，并确保反应方程式符合质量守恒和电荷守恒。
对于二氧化硅和水反应生成硅酸的情况，整体方程式可以写为：n SiO2 + m H2O → Si(OH)4其中n和m表示摩尔系数。
根据实验条件和所需产物量，可以确定这两个摩尔系数的具体值。
实际应用二氧化硅变成硅酸的反应在实际应用中具有重要意义。
以下是一些与该反应相关的实际应用：1.玻璃制造：二氧化硅是制造玻璃的主要原料之一。
在玻璃制造过程中，二氧化硅与其他成分（如碱金属、碱土金属等）一起熔融，形成玻璃。
2020-2021学年高中化学人教版必修1：4-1-1 二氧化硅和硅酸
知识点一
二氧化硅和二氧化碳性质的比较
1.SiO2 既能与氢氟酸反应，又能与 NaOH 溶液 反应，能否说 SiO2 是两性氧化物？
提示：不能，尽管 SiO2 能与氢氟酸反应得到盐“SiF4”和 H2O，但是 SiO2 不能和其他酸反应，所以不能说是碱性氧化物； 能和 NaOH、KOH 等强碱反应生成盐和水，所以 SiO2 是酸性 氧化物而不是两性氧化物。
(2)不稳定性。
H2SiO3
受热易分解，反应方程式为 △
_H__2_S_iO__3=__=_=_=_=_S_i_O_2_＋__H_2_O_________________。
2．硅酸的制备
3.硅酸的存在及用途 (1)浓度小时：形成_硅__酸__溶__胶_。 (2)浓度大时：形成_硅__酸_凝___胶_。 (3)硅胶。 硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶，称为 “___硅__胶___”，具有很强的__吸__水_性___，常用作_干__燥__剂___或 __催__化__剂__的载体。
2．既然 SiO2 能和 NaOH 溶液反应，为什么还可以用玻璃 瓶盛放 NaOH 溶液？
提示：因为 NaOH 与 SiO2 反应非常缓慢，且玻璃瓶内壁光 滑，更不易发生反应。但需注意的是不能用带磨口玻璃塞的玻璃 瓶盛放 NaOH 溶液，因为磨口增大了 SiO2 与 NaOH 溶液的接触 面积，促进了反应的进行，生成的 Na2SiO3 具有黏性，会导致瓶 塞与瓶体黏结在一起，使试剂瓶难以开启。
三、硅酸
1．硅酸的性质
(1)弱酸性。
向 Na2SiO3 溶液中通入 CO2，反应的化学方程式为 Na2SiO3 ＋ CO2 ＋ H2O===H2SiO3( 胶 体 ) ＋ Na2CO3 或 N_a_2_S_i_O_3_＋__2_C_O__2＋__2_H__2_O_=_=_=_H__2_S_iO__3(_胶__体__)_＋__2_N_a_H__C_O_3_。 结论：H2SiO3 酸性比 H2CO3 酸性__弱______。
二氧化硅转化硅酸
二氧化硅转化硅酸二氧化硅（SiO2）是一种重要的无机物质，在自然界中广泛存在。
它是由硅原子和氧原子组成的化合物，具有很高的化学稳定性和难溶性。
二氧化硅在我们的日常生活中有很多应用，例如用于制备玻璃、陶瓷、水泥等。
另外，二氧化硅转化为硅酸的过程也具有重要的意义，它可以应用于成核、生物矿化等方面。
二氧化硅转化为硅酸的过程是一个水合反应，其中水分子与二氧化硅分子发生化学反应，形成硅酸分子。
这个过程可以概括为以下两个反应方程式：SiO2 + H2O → H4SiO4H4SiO4 → H+ + H3SiO4-第一个方程式是二氧化硅和水反应形成硅酸的初级反应，第二个方程式是硅酸分子中的质子（H+）与硅酸根离子（H3SiO4-）的平衡反应。
通过这两个反应，二氧化硅可以转化为硅酸。
二氧化硅转化为硅酸的反应速率和产率受到许多因素的影响。
首先，水的存在对这个反应过程非常重要，没有水的存在，反应几乎不会发生。
其次，反应的温度也是一个重要的因素，较高的温度可以加速反应速率，但同时也会导致副反应的产生。
此外，二氧化硅的粒径和表面活性也会影响反应速率和产率。
二氧化硅转化为硅酸的过程在许多领域中有着重要的应用。
首先，硅酸可以用作成核剂，促进一些物质的结晶过程。
例如，在生物体中，硅酸被用作生物矿化的调控剂，通过硅酸的添加，可以促进生物体产生强硬的外骨骼或硅酸骨架。
其次，硅酸也广泛应用于建筑材料中，例如水泥和混凝土。
硅酸可以提高水泥和混凝土的强度和耐久性，改善它们的物理和化学性质。
另外，硅酸也可以用作电子材料的衬底，促进电子元件的制备。
总结起来，二氧化硅转化为硅酸的过程是一个重要的水合反应，这个过程在我们的生活中有着广泛的应用。
通过二氧化硅转化为硅酸，我们可以获得一种非常重要的化合物，它在成核、生物矿化、建筑材料和电子材料等方面都具有重要的意义。
这个过程的研究不仅有助于提高生产效率，还有助于我们更好地理解硅酸的性质和应用。
硅酸的作用
硅酸的作用
硅酸是一种化学物质，它常见的形式是硅酸盐，例如二氧化硅（SiO2）。
硅酸具有许多重要的作用，包括：
1. 硅酸是建筑材料中常用的成分之一，作为水泥的主要成分，能够增强混凝土的强度和耐久性。
2. 硅酸是许多玻璃和陶瓷材料的重要组成部分，能够增加材料的硬度和耐热性。
3. 硅酸可以作为颜料的载体，在绘画和印刷等领域中被广泛使用。
4. 硅酸盐是生物体内的重要成分之一，例如骨骼和牙齿中的羟基磷灰石就含有硅酸盐。
5. 硅酸可以用于水处理，作为一种溶解矿物质和净化水质的剂料。
总的来说，硅酸的作用非常广泛，不仅在工业和建筑领域中发挥着重要的作用，也在生物学和环境科学等领域中具有重要的应用价值。
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酸性氧化物
二、二氧化硅
1、分类 2、物理性质 3、化学性质
（1）酸性氧化物 为什么实验室里盛放碱液的试剂瓶用 橡皮塞而不能用玻璃塞？
[思考]：如何区分未贴标签的盐酸和 NaOH溶液？
二、二氧化硅
1、分类 2、物理性质 3、化学性质
（1）酸性氧化物 （2）特殊性：与氢氟酸反应（HF）
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O （刻蚀玻璃）
硬度大、熔点高、难溶于水
② SiO2化学稳定性如何
很稳定
二、二氧化硅
1、分类 2、物理性质 3、化学性质
请根据CO2与H2O、CaO、Na2O、NaOH反应的 化学方程式完成下列方程式。
SiO2+ SiO2+ SiO2+ SiO2+
H2O= CaO= 与碱性氧化物 Na2O= NaOH= 与碱 生成盐和水
无机非金属材料的主角—硅
硅在地壳中的含量
硅的原子结构示意图
硅和碳与氧结合能 力的强弱？ 硅与氧的结合能力比碳强，是一种亲 氧元素。硅主要以熔点很高的氧化物 及硅酸盐的形式存在。
一、单质——硅
1.种类 单质硅有晶体和无定形两类；晶体硅的结 构与金刚石类似。 2.硅的物理性质 晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔 点高、硬度大、有导电性，是良好的半导体 材料。
△
② 不稳定性： H2SiO3=SiO2+H2O 3、用途 H2SiO3胶体→硅酸凝胶→硅酸干凝胶“硅胶”
硅胶是硅酸凝胶经干燥脱水后得到的，可作干燥 剂和催化剂载体。
小结 一、二氧化硅(SiO2)和硅酸（H2SiO3）
物理性质： 熔点、硬度、水溶性 （一）二氧化硅
化学性质: 酸性氧化物 // 特性：与HF 用途：光导纤维，石英玻璃等
物理性质： 无色透明、难溶于水
（二）硅酸
化学性质:
酸性、不稳定性
制备: 硅酸盐 + 酸 用途： 干燥剂和催化剂载体等
课堂练习
1．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（ B ） A．熔点很高 B．与水反应生成对应的酸 C．坚硬 D．可与烧碱反应生成盐 2．下列物质中，主要成分不是SiO2的是（ A ） A．金刚砂 B．玛瑙 C．水晶 D．石英
一、单质——硅
3.化学性质 常温下稳定，但能与氢氟酸、强碱反应。 4.硅的用途 （1）半导体材料，如硅芯片等。 （2）新型能源，如光电池等。
二、二氧化硅 1、分类 结晶形(石英晶体) 硅石(天然SiO2)
无定形 玛瑙
水晶
水 晶
玛 瑙
二、二氧化硅
1、分类 2、物理性质
思考：根据SiO2的存在和应用，分析以下问题： ① SiO2具有哪些物理性质
3．要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂 是（ B ） A．纯碱溶液 B．盐酸 C．氢氟酸 D．苛性钠溶液
4．下列叙述正确的是（ C ） A．自然界存在大量单质硅 B．SiO2 与任何酸都不起反应 C．光导纤维被广泛应用于能量传输和信息传输 D．SiO2 的化学性质活泼，能与很多物质发生化 学反应
5．将过量的CO2分别通入① CaCl2溶液；② Na2SiO3溶液；③ Ca(OH)2溶液；④ 饱和 Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析②③ D．②③
思考：SiO2是两性氧化物么？
三、硅酸（H2SiO3）
1、制备：硅酸盐+其它酸
实验步骤
在试管中加入 2ml饱和Na2SiO3 溶液，滴入1～2 滴酚酞溶液
强酸制弱酸
推断结论
Na2SiO3溶液呈碱性
实验现象
溶液颜色由 无色变成红 色 溶液颜色由 红色逐渐变 成 无色，最 后出现无色 透明凝胶
再用胶头滴管逐 滴加入稀盐酸， 边加边振荡，至 溶液颜色变浅并 接近消失时停止
Na2SiO3+2HCl= H2SiO3(胶体)+2NaCl
酸性强弱： 盐酸 > 硅酸
三、硅酸（H2SiO3）
1、制备：硅酸盐+其它酸
强酸制弱酸
酸性：硅酸＜碳酸
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（胶体）+2NaCl Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3（胶体）+Na2CO3
2、化学性质 ① 酸性： H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O