2018年版第4章无机非金属材料的主角——硅。知识点汇总

第一节无机非金属材料的主角——硅

的结构、性质和用途。(重点)

1．了解SiO

2

2．了解硅酸的制备和化学性质。

3．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。

4．了解硅的性质和用途。(重点)

5．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。

教材整理1 二氧化硅

1．硅元素的存在

)

2．二氧化硅(SiO

2

(1)存在

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SiO

2

二氧化硅。

(2)结构

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SiO

2

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。

(3)物理性质

熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。

(4)化学性质(写出有关化学方程式)

(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。

教材整理2 硅酸(H

2SiO

3

)

1．物理性质

硅酸是一种难溶于水的白色胶状物。2．化学性质

(1)弱酸性

向Na

2SiO

3

溶液中通入CO

2

，生成白色沉淀，反应的化学方程式为Na

2

SiO

3

＋

CO

2＋H

2

O===Na

2

CO

3

＋H

2

SiO

3

↓。

结论：H

2

SiO

3

酸性比H

2

CO

3

酸性弱。

(2)不稳定性

H

2

SiO

3

不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为H

2

SiO

3

=====

△

H

2

O＋SiO

2

。3．制备

Na

2

SiO

3

溶液中加入盐酸，反应的化学方程式为Na

2

SiO

3

＋2HCl===2NaCl＋

H 2SiO

3

(胶体)。

4．存在及用途

(1)浓度小且边加边振荡时，形成硅酸溶胶(胶体)；浓度大时，形成硅酸凝

胶。

(2)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。

[探究·升华]

[思考探究]

探究1 SiO

2

的主要性质及应用

(1)为什么实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞？(玻

璃的成分中含有SiO

2

)

【提示】当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。

玻璃中含SiO

2，磨砂玻璃遇到强碱如NaOH溶液时，SiO

2

与NaOH反应生成Na

2

SiO

3

，

使试剂瓶受腐蚀。Na

2SiO

3

溶液有良好的黏结性，它易使瓶口与瓶塞黏在一起而

难以开启。故使用橡胶塞而不能使用玻璃塞。

(2)实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？为什么？写出反应方程式。

【提示】不能。因为氢氟酸腐蚀玻璃，和玻璃中的成分SiO

2

反应。

SiO

2＋4HF===SiF

4

↑＋2H

2

O。

(3)写出SiO

2、CO

2

与CaO反应的化学方程式。

【提示】SiO

2＋CaO=====

△

CaSiO

3

、

CO

2＋CaO===CaCO

3

。

探究2 硅酸的制备实验探究

232

____________，然后改加NaOH溶液，反应的离子方程式为____________。

【提示】生成白色沉淀SiO2－

3＋CO

2

＋H

2

O===H

2

SiO

3

↓＋CO2－

3

H 2SiO

3

＋2OH－===SiO2－

3

＋2H

2

O [认知升华]

升华1 SiO

2

和CO

2

的比较

(1)硅酸是中学化学中惟一一个不溶于水的酸，硅酸酸性很弱、不能使酸碱指示剂变色。

(2)实验室制取硅酸的方法是可溶性硅酸盐与酸反应。

(3)硅酸的性质：①具有酸性，酸性比碳酸弱；②受热易分解。

(4)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载体。

[题组·冲关]

题组1 SiO

2

的性质与应用

1．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是( )

A．水晶的主要成分是二氧化硅

B．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别

C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸

D．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应

【解析】水晶的主要成分为SiO

2，A项正确；CO

2

是由分子构成的，而SiO

2