二氧化硅和硅酸汇总
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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
二氧化硅和硅酸课件
二氧化硅和硅酸
一、硅元素的存在与二氧化硅 1．硅元素的存在 (1)含量：在地壳中的含量为 26.3%，仅次于 氧 。 (2)存在：全部以 化合态 形式存在，主要是氧化物 和硅酸盐。
2．二氧化硅 (1)存在 SiO2 存在形态有 结晶 形和无定形两大类，统称硅石。石 英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均是二氧化硅。
SiO2 的两个易错点 (1)SiO2 既能与 NaOH 溶液反应，也能与氢氟酸反应，但 SiO2 不属于两性氧化物而属于酸性氧化物。 (2)SiO2 和 CO2 的物理性质差别很大，是由于二者结构上的 差别造成的，SiO2 是立体网状结构的晶体，不存在 SiO2 分子， 而 CO2 是由碳、氧原子结合成的分子，微粒间的作用力远小于 SiO2。
二、硅酸 1．性质 (1)弱酸性 向 Na2SiO3 溶液中通入 CO2，生成白色沉淀： Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO。3 结论：H2SiO3 酸性比 H2CO3 酸性更 弱 。 (2)不稳定性 HH22SSiiOO33=不=△=稳==定S，iO受2＋热H易2O分解：。
【解析】 A 项，硅酸酸性比盐酸弱且不稳定，不能制取 HCl。B 项，SiO2 能与 HF 反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O， 故氢氟酸不能存放在玻璃瓶中。C 项，Na2SiO3 水溶液呈碱性， 遇酚酞变红。D 项，必须用橡胶塞，不能用磨口玻璃塞。
【答案】 A
2．下列关于硅酸的说法正确的是( ) A．硅酸可以通过 SiO2 和水的化合反应直接制得 B．可用反应 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取 硅酸 C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与 NaOH 溶液反应 D．干燥剂“硅胶”的主要化学成分是硅酸 【解析】 A 项 SiO2 不溶于水，也不与水反应；C 项硅酸 能溶于 NaOH；D 项“硅胶”的主要成分是 SiO2。 【答案】 B
一、硅元素的存在与二氧化硅 1．硅元素的存在 (1)含量：在地壳中的含量为 26.3%，仅次于 氧 。 (2)存在：全部以 化合态 形式存在，主要是氧化物 和硅酸盐。
2．二氧化硅 (1)存在 SiO2 存在形态有 结晶 形和无定形两大类，统称硅石。石 英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均是二氧化硅。
SiO2 的两个易错点 (1)SiO2 既能与 NaOH 溶液反应，也能与氢氟酸反应，但 SiO2 不属于两性氧化物而属于酸性氧化物。 (2)SiO2 和 CO2 的物理性质差别很大，是由于二者结构上的 差别造成的，SiO2 是立体网状结构的晶体，不存在 SiO2 分子， 而 CO2 是由碳、氧原子结合成的分子，微粒间的作用力远小于 SiO2。
二、硅酸 1．性质 (1)弱酸性 向 Na2SiO3 溶液中通入 CO2，生成白色沉淀： Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO。3 结论：H2SiO3 酸性比 H2CO3 酸性更 弱 。 (2)不稳定性 HH22SSiiOO33=不=△=稳==定S，iO受2＋热H易2O分解：。
【解析】 A 项，硅酸酸性比盐酸弱且不稳定，不能制取 HCl。B 项，SiO2 能与 HF 反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O， 故氢氟酸不能存放在玻璃瓶中。C 项，Na2SiO3 水溶液呈碱性， 遇酚酞变红。D 项，必须用橡胶塞，不能用磨口玻璃塞。
【答案】 A
2．下列关于硅酸的说法正确的是( ) A．硅酸可以通过 SiO2 和水的化合反应直接制得 B．可用反应 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取 硅酸 C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与 NaOH 溶液反应 D．干燥剂“硅胶”的主要化学成分是硅酸 【解析】 A 项 SiO2 不溶于水，也不与水反应；C 项硅酸 能溶于 NaOH；D 项“硅胶”的主要成分是 SiO2。 【答案】 B
第1课时 二氧化硅和硅酸(知识点归纳及例题解析)
第1课时二氧化硅和硅酸[学习目标定位] 1.了解硅在自然界中的存在形式，硅酸盐产品的组成和重要用途。
2.了解二氧化硅的结构、性质和用途。
3.了解硅酸的制备、性质和应用。
一二氧化硅1.硅元素在地壳中的含量是26.3%，仅次于氧。
硅元素在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在，原因是硅是一种亲氧元素。
2.硅的氧化物为二氧化硅，俗名为硅石，天然二氧化硅分为结晶形(如方石类、水晶等)和无定形(如硅藻土)。
根据日常生活中的实例描述二氧化硅的物理性质：坚硬固体、不溶于水、熔点高。
3.列表比较二氧化碳和二氧化硅的性质。
CO2＋H2O H2CO3归纳总结二氧化硅的结构与性质(1)二氧化硅与二氧化碳的物理性质差异较大的原因是物质晶体结构不同。
二氧化硅晶体结构如图：二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体。
(2)二氧化硅的化学性质有稳定性强，与水、一般酸不反应，能与氢氟酸反应，能与碱、碱性氧化物反应。
1.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.二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应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含量很高，但都以化合态形式存在，A项错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D项错误；二氧化硅的性质稳定，C项错误。
2.由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成的混合粉末。
现取两份该混合粉末试样进行实验。
(1)将一份混合粉末溶于过量的盐酸，得到沉淀X和滤液Y，沉淀X为________，滤液Y中含有的阳离子主要是______________，向滤液Y中加入过量NaOH溶液，得到的沉淀是____________________。
(2)将另一份混合粉末溶于过量NaOH溶液，发生反应的离子方程式为_________________。
答案(1)SiO2Al3＋、Mg2＋、Fe3＋、H＋Mg(OH)2、Fe(OH)3(2)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O二硅酸1.硅酸的制备：按表中实验操作要求完成实验，并将观察到的实验现象及有关结论填入表中：2.写出上述实验中反应的化学方程式。
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
二氧化硅和硅酸课件
二氧化硅和硅酸
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____
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____
四11二氧化硅和硅酸
与强碱反应生成盐和水：
SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O 硅酸钠
2.特性
与 HF 的反应 ：
SiO2 ＋ 4HF = SiF4↑＋ 2H2O *用途：雕刻玻璃
2020/5/7
3.弱氧化性
SiO2+2C =高=温 Si+2CO↑ 4.与某些盐反应 SiO2 + Na2CO3 =高温= Na2SiO3+CO2↑ SiO2 + CaCO3 =高温= CaSiO3+CO2↑
2020/5/7
2020/5/7
结构与性质的关系：SiO2的网状结构
物理性质：熔点高，硬度大的固体； 不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明。
化学性质：很稳定（化学性质 很不活泼）。
2020/5/7
SiO2的化学性质（很不活泼）
1.酸性氧化物
与碱性氧化物反应生成盐：
SiO2＋
CaO
高温
==
CaSiO3
2020/5/7
想一想
1. 为什么在实验室中盛放 NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮 塞而不用带磨砂的玻璃塞？ 提示：玻璃中的 SiO2 与 NaOH 反应生成有粘胶 性的硅酸钠
2. 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ 提示：氢氟酸能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能 用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。
3. 某同学根据 SiO2 既可与碱反应,也能与氢氟酸反应， 推断 SiO2 为两性氧化物，是否正确?
2. H2SiO3
制备：可溶性硅酸盐与其他酸反应。 用途：干燥剂、催化剂载体。
2020/5/7
课堂练习1:
1.填表并比较.
二氧化碳
二氧化硅
存在
空气
硅石、石英、水晶、 玛瑙、沙子、硅藻土
二氧化硅和硅酸ppt课件下载 人教版
第二节 硅和二氧化硅
无用 开光 刀导 手纤 术维
做
光
光 学 纤
导 纤 维
维
手
胃
术
镜
头
灯
二氧化硅占地壳质量的12%
石英
石英表芯
各种石英制品Βιβλιοθήκη 玛瑙 石英砂玛瑙饰品
沙子
硅藻土
本质上是含 水的无定形 二氧化硅，
优质的天然 硅藻土SiO2 含量一般在 70%以上
根据资料，已有知识
提取、总结：二氧化硅的性质
▪
2.我公司在开工前，将根据合同中明 确规定 的永久 性工程 图纸， 施工进 度计划 ，施工 组织设 计等文 件及时 提交给 监理工 程师批 准。以 使监理 工程师 对该项 设计的 适用性 和完备 性进行 审查并 满意所 必需的 图纸、 规范、 计算书 及其他 资料； 也使招 标人能 操作、 维修、 拆除、 组装及 调整所 设计的 永久性 工程。
将设计方案填写到学案上
温馨提示
1、分工合作有利于你们快速完成实验。 2、给试管加热时，试管口不要对准同学和 自己。 不要向很热的液体中滴加试剂，以免出危险 3、注意记录实验现象，用证据说明实验结 论，才具有说服力。 4、实验过程中遇到困难，可去其它组取经 也可找老师帮忙。
练习：连线
SiO2 CO2
▪
3.在施工全过程中，严格按照经招标 人及监 理工程 师批准 的“施 工组织 设计” 进行工 程的质 量管理 。在分 包单位 “自检 ”和总 承包专 检的基 础上， 接受监 理工程 师的验 收和检 查，并 按照监 理工程 师的要 求，予 以整改 。
▪
、4.贯彻总包单位已建立的质量控制 、检查 、管理 制度， 并据此 对各分 包施工 单位予 以检控 ，确保 产品达 到优良 。总承 包对整 个工程 产品质 量负有 最终责 任，任 何分包 单位工 作的失 职、失 误造成 的严重 后果， 招标人 只认总 承包方 ，因而 总承包 方必须 杜绝现 场施工 分包单 位不服 从总承 包方和 监理工 程师监 理的不 正常现 象。
无用 开光 刀导 手纤 术维
做
光
光 学 纤
导 纤 维
维
手
胃
术
镜
头
灯
二氧化硅占地壳质量的12%
石英
石英表芯
各种石英制品Βιβλιοθήκη 玛瑙 石英砂玛瑙饰品
沙子
硅藻土
本质上是含 水的无定形 二氧化硅，
优质的天然 硅藻土SiO2 含量一般在 70%以上
根据资料，已有知识
提取、总结：二氧化硅的性质
▪
2.我公司在开工前，将根据合同中明 确规定 的永久 性工程 图纸， 施工进 度计划 ，施工 组织设 计等文 件及时 提交给 监理工 程师批 准。以 使监理 工程师 对该项 设计的 适用性 和完备 性进行 审查并 满意所 必需的 图纸、 规范、 计算书 及其他 资料； 也使招 标人能 操作、 维修、 拆除、 组装及 调整所 设计的 永久性 工程。
将设计方案填写到学案上
温馨提示
1、分工合作有利于你们快速完成实验。 2、给试管加热时，试管口不要对准同学和 自己。 不要向很热的液体中滴加试剂，以免出危险 3、注意记录实验现象，用证据说明实验结 论，才具有说服力。 4、实验过程中遇到困难，可去其它组取经 也可找老师帮忙。
练习：连线
SiO2 CO2
▪
3.在施工全过程中，严格按照经招标 人及监 理工程 师批准 的“施 工组织 设计” 进行工 程的质 量管理 。在分 包单位 “自检 ”和总 承包专 检的基 础上， 接受监 理工程 师的验 收和检 查，并 按照监 理工程 师的要 求，予 以整改 。
▪
、4.贯彻总包单位已建立的质量控制 、检查 、管理 制度， 并据此 对各分 包施工 单位予 以检控 ，确保 产品达 到优良 。总承 包对整 个工程 产品质 量负有 最终责 任，任 何分包 单位工 作的失 职、失 误造成 的严重 后果， 招标人 只认总 承包方 ，因而 总承包 方必须 杜绝现 场施工 分包单 位不服 从总承 包方和 监理工 程师监 理的不 正常现 象。
二氧化硅和硅酸知识梳理
第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角-----硅姓名:________ 班级:_________ 授课教师:__________ 授课日期:___________【学习目标】1、了解Si的存在形态和SiO2的结构2、掌握SiO2的性质，了解并会制备硅酸；3、通过硅胶、光纤、芯片等硅材料的发展历史，体会硅材料的崛起和广泛用途【学习重点和难点】二氧化硅的性质【知识梳理】硅在地壳中的含量为_______,仅次于_____,居第____位。
硅的_______和______构成了地壳中大部分的_______、________和________，约占地壳质量的90%以上。
在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。
原子结构示意图：Si C硅原子和碳原子的最外层电子层均有___个电子，二者既相似又不同。
硅和碳一样，其原子既不易______电子又不易_____电子，主要形成_____的化合物。
____是构成有机物的主要元素，而____是构成岩石与许多矿物的基本元素。
与碳不同，硅是一种_______元素，在自然界中它总是与氧相互化合的。
一、二氧化硅1、SiO2的存在形态______：无色透明的石英晶体硅石（天然SiO2）结晶形（SiO2）______：具有彩色环带状或层状的石英晶体无定形SiO2：_________2、晶体结构：每1个Si原子周围结合____个O原子，____在中心,_____在四个顶角。
同时每1个O原子周围与____个Si原子相结合。
二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为_______，用________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。
【思考与交流】根据SiO2的存在，SiO2有哪些物理性质？（从水溶性、硬度、熔点考虑）3、物理性质纯净的SiO2是无色透明的晶体，熔点、硬度，溶于水，不导电。
4、化学性质：SiO2的化学性质不活泼①酸性氧化物的通性SiO2是酸性氧化物，能与强碱、碱性氧化物及某些盐等反应，但不与反应。
二氧化硅和硅酸 课件
△ H2SiO3=====SiO2＋H2O
3．制备
实验操作
滴加酚酞溶液后溶液呈 红 色，滴加稀盐酸后溶液变为 无 色，有白色胶状物 实验现象
生成
结论
Na2SiO3 溶液呈 碱 性；滴加稀盐酸后反应的化学方程式为 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
4.存在及用途
浓度小→硅酸溶胶，浓度大→硅酸凝胶，其中，硅酸凝胶干燥脱水得到硅酸干凝胶，称为“ 硅胶 ”，
[典题探究] 例 2 下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中 B 是一种单质，其余物质也都是含 B 元素的化合物。C 是一种钠盐，E 是 C 对应的酸，B 的结构类似金刚石，D 为 B 的氧化物(其他不含 B 元 素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)，请填写空白：
[重难导学]
(1)SiO2 和 CO2 都是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水。 (2)CO2 与 H2O 能反应，但 SiO2 不溶于水也不与水反应；SiO2 与氢氟酸能反应，但 CO2 不与酸反应。
[典题探究] 例 1 下列关于 SiO2 和 CO2 的叙述中正确的是( ) A．两者都是酸性氧化物，故都不与酸反应 B．两者都可以与 NaOH 溶液反应 C．CO2 的熔、沸点比 SiO2 高 D．两者都能与水反应生成对应的酸
2．结构 SiO2 晶体是 四面体 空间网状结构，每个 Si 周围结合 4 ＝ 1∶2 。
个 O，每个 O 周围有 2
个 Si，Si∶O
3．物理性质 熔点： 高 ；硬度： 大 ；溶解性： 不 溶于水。
4．化学性质
5．用途 (1)沙子是基本的建筑材料。 (2)纯净的 SiO2 是现代光学及光纤制品的基本材料，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。
3．制备
实验操作
滴加酚酞溶液后溶液呈 红 色，滴加稀盐酸后溶液变为 无 色，有白色胶状物 实验现象
生成
结论
Na2SiO3 溶液呈 碱 性；滴加稀盐酸后反应的化学方程式为 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
4.存在及用途
浓度小→硅酸溶胶，浓度大→硅酸凝胶，其中，硅酸凝胶干燥脱水得到硅酸干凝胶，称为“ 硅胶 ”，
[典题探究] 例 2 下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中 B 是一种单质，其余物质也都是含 B 元素的化合物。C 是一种钠盐，E 是 C 对应的酸，B 的结构类似金刚石，D 为 B 的氧化物(其他不含 B 元 素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)，请填写空白：
[重难导学]
(1)SiO2 和 CO2 都是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水。 (2)CO2 与 H2O 能反应，但 SiO2 不溶于水也不与水反应；SiO2 与氢氟酸能反应，但 CO2 不与酸反应。
[典题探究] 例 1 下列关于 SiO2 和 CO2 的叙述中正确的是( ) A．两者都是酸性氧化物，故都不与酸反应 B．两者都可以与 NaOH 溶液反应 C．CO2 的熔、沸点比 SiO2 高 D．两者都能与水反应生成对应的酸
2．结构 SiO2 晶体是 四面体 空间网状结构，每个 Si 周围结合 4 ＝ 1∶2 。
个 O，每个 O 周围有 2
个 Si，Si∶O
3．物理性质 熔点： 高 ；硬度： 大 ；溶解性： 不 溶于水。
4．化学性质
5．用途 (1)沙子是基本的建筑材料。 (2)纯净的 SiO2 是现代光学及光纤制品的基本材料，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。
第1课时 二氧化硅和硅酸(26张)
3
探究点一 SiO2与CO2的比较 知识探究 梳理知识·点拨方法
1.硅元素的存在和原子结构 氧
4
2.二氧化硅和二氧化碳的比较
物质 结构
二氧化硅
立体网状 结构,不 存在单个分子
二氧化碳 存在单个CO2分子
主要物 理性质
硬度大,熔、沸点高,常 熔、沸点低,常温下为气体, 温下为固体,不溶于水 微溶于水
难 弱 Na2CO3+H2SiO3↓
H2SiO3 SiO2 +H2O
NaSiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3
13
〚思考〛 如何由SiO2通过最简单的方法制得H2SiO3?(用方程式表示) 提示:SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O、CO2+Na2SiO3+H2O Na2CO3+H2SiO3↓。
与水 化 反应
不反应
SiO2+
学
4HF SiF4↑+2H2O
性 与酸 只与氢氟酸反应: .
质 反应
.
CO2+H2O
H2CO3
不反应 5
与碱 反应 化 学 与盐 性 反应 质 与碱性 氧化物 反应 用途
SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O
(盛碱液的试剂瓶用 橡胶 塞)
如与 Na2CO3 反应:SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑
H2SiO3↓+2NaHCO3
如与 Na2O 反应:Na2O+CO2 Na2CO3
制饮料、制碳酸盐
6
〚思考〛 既然二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应,为什么还可以用玻璃瓶盛 放氢氧化钠溶液? 提示:因为氢氧化钠与二氧化硅反应非常缓慢,且玻璃瓶内壁光滑,更不易发 生反应。需注意不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛装碱性溶液,因磨口会增 大接触面积,促进反应进行,导致瓶塞与瓶体相粘连。
探究点一 SiO2与CO2的比较 知识探究 梳理知识·点拨方法
1.硅元素的存在和原子结构 氧
4
2.二氧化硅和二氧化碳的比较
物质 结构
二氧化硅
立体网状 结构,不 存在单个分子
二氧化碳 存在单个CO2分子
主要物 理性质
硬度大,熔、沸点高,常 熔、沸点低,常温下为气体, 温下为固体,不溶于水 微溶于水
难 弱 Na2CO3+H2SiO3↓
H2SiO3 SiO2 +H2O
NaSiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3
13
〚思考〛 如何由SiO2通过最简单的方法制得H2SiO3?(用方程式表示) 提示:SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O、CO2+Na2SiO3+H2O Na2CO3+H2SiO3↓。
与水 化 反应
不反应
SiO2+
学
4HF SiF4↑+2H2O
性 与酸 只与氢氟酸反应: .
质 反应
.
CO2+H2O
H2CO3
不反应 5
与碱 反应 化 学 与盐 性 反应 质 与碱性 氧化物 反应 用途
SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O
(盛碱液的试剂瓶用 橡胶 塞)
如与 Na2CO3 反应:SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑
H2SiO3↓+2NaHCO3
如与 Na2O 反应:Na2O+CO2 Na2CO3
制饮料、制碳酸盐
6
〚思考〛 既然二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应,为什么还可以用玻璃瓶盛 放氢氧化钠溶液? 提示:因为氢氧化钠与二氧化硅反应非常缓慢,且玻璃瓶内壁光滑,更不易发 生反应。需注意不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛装碱性溶液,因磨口会增 大接触面积,促进反应进行,导致瓶塞与瓶体相粘连。
四、1、1 二氧化硅和硅酸
=
CaSiO3
3、与强碱反应：SiO2 + 2NaOH
= Na2SiO3 + H2O
问题探究
1．为什么实验室盛装NaOH溶液的试 剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ 玻璃的成分中含有二氧化硅 SiO2+NaOH=Na2SiO3+H2O 注意：玻璃瓶 瓶塞和瓶口磨砂后，使SiO2 裸露，SiO2能 与NaOH反应，生成有粘性的Na2SiO3，使玻璃塞打不开 玻璃瓶 瓶壁光滑，常温下不与碱液反应，可用玻璃瓶盛 放碱液，但瓶塞应用橡胶塞或软木塞，不能用玻璃塞 (不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、 Na2SiO3等溶液。)
2、硅酸（H2SiO3）
原硅酸H4SiO4失水生成硅酸 SiO2 是H4SiO4 、H2SiO3的酸酐
硅胶多孔，吸水性 强，可用作食品、 H4SiO4=H药品的干燥剂、或 2SiO3+H O 催化剂载体 2
硅酸是一种很弱的酸(酸性比碳酸还要弱)，溶解度很小.
（1）制法——可溶性硅酸盐与酸反应：
现象
4、硅酸盐组成的表示
用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。
Na2SiO3 Na2O•SiO2
高岭石
Al2（Si2O5）（OH）4
Al2O3 · 2· 2O 2SiO 2H
要领：两边原子个数守恒 顺序：活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、 二氧化硅、水
5、硅酸盐产品：玻璃、水泥、陶瓷
产品
用
HCl 可制得H2SiO3 H2CO3
，可证明H2SiO3 的酸性比
HCl
H2CO3
酸性强弱： HCl > H2CO3 > H2SiO3
（3）不稳定，受热易分解
41第1课时二氧化硅和硅酸
第四章 第一节 第1课时
成才之路 ·化学 ·人教版 · 必修1
(2)SiO2 的存在 地球上存在的天然 SiO2 约占地壳质量的 12%，其存在形 态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。 晶体形式存在的 SiO2 主要有水晶和玛瑙，水晶是无色透 明的石英晶体，玛瑙是具有彩色环带状或层状的石英晶体。 沙子中含有小粒的石英晶体。 无定形 SiO2，硅藻土
第四章 第一节 第1课时
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光导纤维是一种能利用光的反射作用来传导光线的透明 度极高的细丝。以光导纤维为传输媒介的光纤通讯，是将要 传送的语言、图像和数据信号等转化为光信号，以光纤进行 传输的通讯方式。它克服了声音信号和图像信号在铜丝或铝 丝这两种传统媒介中传播损耗大的缺点，并节约了大量金属 资源。你知道光导纤维是什么材料制得的吗？
成才之路 ·化学 ·人教版 · 必修1 第四章 第一节 第1课时
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●典例剖析 【例 1】 下列说法不正确的是( ) A．因 SiO2 不溶于水，故 SiO2 不是酸性氧化物
高温 B．在反应 SiO2＋2C=====Si＋2CO 中 SiO2 作氧化剂 C．SiO2 是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度 大 D．氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
第四章 第一节 第1课时
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新知识·导学探究
第四章 第一节 第1课时
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●新知导学
1．硅是一种亲氧元素，主要以熔点很高的□1 ______及 □2 ________的形式存在。
2．二氧化硅通常用□3 ________表示其组成，实际上，
第四章 第一节 第1课时
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(2)SiO2 的存在 地球上存在的天然 SiO2 约占地壳质量的 12%，其存在形 态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。 晶体形式存在的 SiO2 主要有水晶和玛瑙，水晶是无色透 明的石英晶体，玛瑙是具有彩色环带状或层状的石英晶体。 沙子中含有小粒的石英晶体。 无定形 SiO2，硅藻土
第四章 第一节 第1课时
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光导纤维是一种能利用光的反射作用来传导光线的透明 度极高的细丝。以光导纤维为传输媒介的光纤通讯，是将要 传送的语言、图像和数据信号等转化为光信号，以光纤进行 传输的通讯方式。它克服了声音信号和图像信号在铜丝或铝 丝这两种传统媒介中传播损耗大的缺点，并节约了大量金属 资源。你知道光导纤维是什么材料制得的吗？
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●典例剖析 【例 1】 下列说法不正确的是( ) A．因 SiO2 不溶于水，故 SiO2 不是酸性氧化物
高温 B．在反应 SiO2＋2C=====Si＋2CO 中 SiO2 作氧化剂 C．SiO2 是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度 大 D．氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
第四章 第一节 第1课时
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新知识·导学探究
第四章 第一节 第1课时
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●新知导学
1．硅是一种亲氧元素，主要以熔点很高的□1 ______及 □2 ________的形式存在。
2．二氧化硅通常用□3 ________表示其组成，实际上，
第四章 第一节 第1课时
二氧化硅和硅酸
光导纤维手术头灯
总结
一、二氧化硅： 1.二氧化硅的结构： 2.二氧化硅的化学性质： 3.二氧化硅的应用： 二、硅酸： 1.硅酸的性质： 2.硅酸的制取： 3.硅酸的应用：
作业
《世纪金榜》 第45页 学业达标训练
非金属及其化合物
二氧化硅和硅酸
宁晋四中 江庆平
硅在地壳中含量第二，硅的氧化物 及硅酸盐约占地壳质量的90%以上
硅的存在与分布
存在：没有游离态，只有化合态分布：自然界 中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。
从原子结构认识硅
从原子结构认识硅
C
碳是构成有机物 的主要元素
Si
硅是构成岩石和许 多矿物的主要元素
硅和碳一样,其原子既不易失去电子，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．
地球上存在的天然二氧化硅称为（统称为）硅石
硅石 结晶形（石英）
无色透明 水晶
Hale Waihona Puke 无定形彩色环带或层状 玛瑙
天 然 水 晶
天然玛瑙
无用 开光 刀导 手纤 术维 做 现代通信用光缆 光 学 纤 维 胃 镜
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特别提示：SiO2与碳酸盐反应，生成CO2，是因为生成的CO2是气体，可以脱离反应体 系，并不能说明H2SiO3的酸性比H2CO3强，相反H2CO3的酸性比硅酸的酸性强。
【例2】 为确认盐酸、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一 次实验即可达到目的（不必选其他酸性物质）。请据此回答：
3.物理性质 SiO2 是坚硬难熔的固体，不溶于水。 4.化学性质
5.用途 （1）沙子是基本的建筑材料。 （2）纯净的 SiO2 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。
【问题探究】 实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡皮塞，而不用玻璃塞？ 答案：玻璃中含有SiO2，SiO2与NaOH反应生成有黏性的Na2SiO3，会使瓶塞与瓶口粘在 一起，不易打开。
三、硅酸
1.硅酸的制备
实验操作
实验现象
滴加酚酞溶
液呈红色，加
入稀盐酸后
溶液变为无
色，有白色胶
状沉淀生成
结论及方程式 Na2SiO3 溶 液 显 碱 性，与稀盐酸反应的 化学方程式为：
Na 2SiO 3 2HCl 2NaCl H2SiO 3
2.硅酸的性质 3.硅胶
要点一：CO2和SiO2的比较
【例 1】 下列说法不正确的是（ ）
A.因 SiO2 不溶于水，故 SiO2 不是酸性氧化物
高温
B.在反应 SiO2+2C
Si+2CO↑中 SiO2 作氧化剂
C.SiO2 是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大 D.氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
解析：A项，SiO2不溶于水，但它能与碱反应生成硅酸盐和水，是酸性氧化物，错误； B项，在该反应中SiO2被C还原为Si，SiO2作氧化剂，正确；C项，由于SiO2是一种空间 立体网状结构的物质，故熔点高，硬度大，正确；D项，SiO2能与氢氟酸反应，故常用 氢氟酸刻蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，正确。 答案：A。
不反应
不反应
SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O
CO2+2NaOH SiO2+2NaOH
Na2CO3+H2O
Na2SiO3+H2O
CO2+CaO
CaCO3
高温
SiO2+CaO
CaSiO3 都是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水
特别提示：虽然SiO2既能与NaOH反应，又能与氢氟酸反应，但SiO2不是两性氧化物而 属于酸性氧化物。
Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3↓，依据原理可知酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3。
答案：（1）盐酸 （2）饱和 NaHCO3 溶液 除去 CO2 中的 HCl 气体
（3）Na2SiO3 溶液
SiO
2－ 3
+CO2+H2O
H2SiO3↓+
CO
2－ 3
【跟踪训练2】 下列关于碳酸（H2CO3）和硅酸（H2SiO3）的说法中不正确的是（ B ） 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：硅酸不能够使紫色石蕊试液变红，B错误。
二氧化硅和硅酸汇总
一、硅的原子结构和存在 1.存在 硅元素在地壳中的含量为 26.3%，仅次于氧；它在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在，原因 是硅是一种亲氧元素。 2.原子结构
硅的原子结构示意图为 形成+4 价的化合物。
，最外层有 4 个电子，反应中既不易失去电子也不易得到电子，主要
二、二氧化硅 1.存在 SiO2 的存在形态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 SiO2 晶体是由 Si 和 O 按 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 原子， 每个 O 周围结合 2 个 Si 原子。
（）
A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀
B.氧化性
C.酸性氧化物的通性
D.将挥发性酸酐从其盐中置换出来
解析：A用来雕刻玻璃，应有氢氟酸（HF）参加，B中强氧化性是指反应中SiO2中的Si 得电子，化合价降低，D是挥发性酸酐，应为CO2而不是CO，表现酸性氧化物通性的是 SiO2和碱反应。 答案：①C ②D ③B ④A
（1）锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为____________。 （2）装置B所盛的试剂是______________，其作用是________________________。 （3）装置C所盛试剂是____________，C中反应的离子方程式是_______________。
解析：本题需依据强酸制弱酸的原理来设计实验，利用装置 A 中正盐溶液与盐酸制取 CO2 气体，装置 B 中试剂除去盐酸挥发出的 HCl 气体，故选饱和 NaHCO3 溶液，CO2 与装置中的 Na2SiO3 溶液发生反应：
要点二：H2CO3和H2SiO3的比较
酸性 水溶性
稳定性
转化关系
H2CO3
H2SiO3
均为弱酸，且酸性：H2CO3＞H2SiO3
能溶于水
难溶于水
常 温 下 易 分 解 受热易分解，化学方程式为
生 成 CO2 和
H2O
H2SiO3
SiO2+H2O
Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3↓
【跟踪训练 1】 指出下列反应中 SiO2 所表现的化学性质或作用，在 A~D 选项中选择正确答案填入括 号内。
①SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O
（）
高温
②Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑
（）
高温
③SiO2+2C
Si+2CO↑
（）
④SiO2+4HF SiF4↑+2H2O
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
主要存在环境 构成
物理性质
二氧化碳
空气
CO2分子 熔、沸点低，常 温下是气体，微 溶于水Fra bibliotek二氧化硅
岩石中，石英、 沙子和硅藻土都 含有SiO2 Si原子、O原子， 无SiO2分子 硬度大，熔点高 的固体，不溶于 水
化学 性质
与水 反应 与酸 反应 与 NaOH 反应
与 CaO 反应
相同点
CO2+H2O H2CO3
谢谢