硅和二氧化硅

TTE 五星级专题系列

第4章第1节无机非金属材料的主角硅

1、二氧化硅（SiO2）

（1）存在:地球上存在的天然二氧化硅约占地壳总质量的；其存在形态有和两大类，统称。

（2）结构（代表硅原子；代表氧原子）：(a)SiO2晶体的基本结构单元呈形，每个Si原子周围结合个O，每个O 原子跟个Si相结合，Si与O原子按的比例组成的晶体。(b)石英晶体是结晶的，石英中无色透明的晶体

叫，具有彩色环带状或层状的称为，沙子中含有小粒的晶体。

（3）用途：(a)以SiO2为主要成分的沙子仍然是基本的材料。(b) 是现代光学和光纤制品的基本原料（可制作实验室使用的石英坩埚、信息高速公路的骨架——石英光导纤维等）。(c) 和制作饰物和工艺品。

(4）物理性质：SiO2溶于水，熔点，硬度。

(5)化学性质

(a)不活泼性：常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之反应的酸，化学方程式：。玻璃中含SiO2，所以可以用来雕刻玻璃，氢氟酸必须用瓶盛装。

(b)具有性氧化物的通性：对比CO2的性质填写SiO2的一些重要性质

二氧化碳二氧化硅化学式

物理性质

化学性质

与水反应

与NaOH反

应

与CaO反

应

特性不研究

小结：SiO2是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。SiO2不能与水反应生成相应酸；

与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。特性是可与氢氟酸反应生成四氟化硅和水。

SiO2 + HF =

讨论：盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因：

。

(c)弱氧化性：

2C+SiO2 〓Si + 2CO↑

理解：SiO2的这些性质是由它的结构决定的。二、硅酸

【实验探究】实验4—1

实验操作实验现象结论

滴加酚酞试液后溶液呈色,滴加稀盐酸后溶液变为无色,有

生成。

记忆：Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃。

Na

2

SiO

3

溶液呈性，反应生成了硅酸凝胶（难溶于水）。化学方程式：

Na

2

SiO

3

+2HCl=H

2

SiO

3

↓+2NaCl

四、总结反刍

1、硅酸的性质

(1)是一种很弱的酸,酸性:H2SiO3(填“﹥”“﹤”)H2CO3。

（2）根据强酸制备弱酸的原理，设计实验证明盐酸、碳酸和硅酸的酸性强弱？

方案：

(3)不稳定（比H2CO3稳定）受热易分解为二氧化硅和水：。

(4)硅酸在水中的溶解度。

2、硅酸的制备

（1）因SiO2不溶于水也不与水反应，所以不能直接用SiO 2与水反应制备硅酸。

（2）硅酸可通过制得，所生成的H2SiO3易聚合形成胶体溶液——硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成；硅酸凝胶干燥脱水——硅酸干凝胶，又称为，吸附水分能力强，常用作，也用作的载体。

Na2SiO3溶液与盐酸和反应的化学方程式：；

Na2SiO3溶液与CO2反应的化学方程式：；

五、检测落实

1.下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( )

A.烧碱溶液

B.浓硫酸

C.氢氟酸

D.碳酸纳溶液

2.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是（）

A.纯碱溶液

B.盐酸

C.硫酸

D.苛性钠溶液

3.下列物质中,主要成分不是SiO2的是（）

A.金刚砂

B.玛瑙

C.水晶

D.石英

4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）

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.SiO2常温下是固体，CO2常温下是气体

高温

D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀

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

6.A是一种天然透明晶体，B是一种常见的无色无味的气体，可使澄清石灰水变浑浊。A

虽不能溶于强酸，但却能溶于氢氟酸，并生成气体C，A和烧碱溶液反应生成D的水溶液，当气体B通入D的水溶液中，能生成白色胶状沉淀E，E加热后重新生成A。

（1）写出化学式A 、B 、C 、D 、E 。

（2）写出有关反应的化学方程式。

7．科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中错误的是（）

A．自然界硅的贮量丰富

B．自然界中存在大量的单质硅

C．高纯度的硅被用于制作计算机芯片

D．光导纤维的主要成分是Si

8．下列说法正确的是（）

A．二氧化硅溶于水显酸性

B．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可得硅酸

C．已知高温时有所以硅酸的酸性比碳酸强

D．因为二氧化硅属于酸性氧化物，所以不溶于任何酸

9．能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是（）。

A．CO2是气体，SiO2是固体

B．高温下能发生反应

C．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水

D．CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成

10．赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的。

这种物质是（）

A．盐酸B．氢氟酸C．烧碱D．纯碱

11．空气中久置而不会变质的是（）

A．烧碱B．过氧化钠C．二氧化硅D．硅

12．下列物质间转化必须加入还原剂才能实现的是（）

A．SiO2→Na2SiO3 B．Si→Na2SiO3

C．Si→SiF4 D．SiO2→S i

13、按由多到少的顺序，在地壳中的含量列前四位的元素依次是、、、。

碳、硅均位于元素周期表的族，其原子结构示意图分别是、。

碳是构成的主要元素，硅主要以熔点很高的和的形式存在，是构成岩石与许多矿物的基本元素。

14、由同一种元素组成的不同单质，称为该元素的同素异形体。在各种碳的同素异形体中，铅笔芯的主要成分是，它是一种深灰色、有金属光泽且不透明的片状固体，质软，具有润