硅、二氧化硅、硅酸

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

第一课时硅、二氧化硅、硅酸

【学习目标】

1．记住硅元素的原子结构特点和存在形式。

2．记住SiO2的存在形态，掌握其化学性质。

3．记住硅酸的组成和性质，了解硅胶的形成和用途。

【重点难点】SiO2的化学性质

【知识梳理】

一、硅的存在与结构

1．硅的存在

（1）含量：硅在地壳中的含量仅次于。

（2）存在：硅是一种元素，在自然界中只存在态，主要以及的形式存在。

2．硅的原子结构

原子结构示意图为：C：Si：

最外层均有个电子，其原子既失电子也得到电子，化合物中一般显价。

二、二氧化硅和硅酸

1．二氧化硅（SiO2）

（1）SiO2的存在

存在形态有形和形两大类，石英、玛瑙、沙子的主要成分是。（2）SiO2的结构

SiO2晶体是和按的比例所组成的结构的晶体，基本结构单元为（【SiO4】四面体结构）。

每个Si周围结合个O，每个O周围与Si结合，所以SiO2晶体中不存在单个的二氧化硅分子。

（3）SiO2的物理性质

熔点，硬度，导电，溶于水。

（4）SiO2的化学性质

①不与水、一般的酸反应。

②酸性氧化物的通性。

与CaO反应的化学方程式为：；

与强碱NaOH溶液反应的化学方程式为：。

思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而为什么不用玻璃塞？（提示：玻璃中含有SiO2）

③特性

与氢氟酸（HF）反应，化学方程式为：。

（5）用途

①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。

③实验室中使用的。

④和制作饰物和工艺品。

2．硅酸

（1）硅酸的性质

①硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸。

向Na2SiO3溶液中通人CO2，反应的化学方程式为：

②硅酸在水中的溶解度，易聚合形成胶体溶液或白色悬浊液。浓度小时形成硅酸溶胶；浓度较大时，形成，干燥脱水形成，称为“硅胶”，吸附水分能力强，常用作，也可以用作催化剂的载体。

（2）硅酸的制备

［实验４—１］试管中加入３～５ｍｌNa2SiO3饱和溶液，滴入２～３滴酚酞试液，再

现象滴加酚酞溶液后溶液呈色，滴加稀盐酸后溶液变为无

色，有生成。

化学方程式

结论Na2SiO3溶液呈性；硅酸盐与反应可以制得硅

酸。

【知能检测】

1．下列元素在自然界中没有游离态存在的是（）

A．碳B．氧C．硅D．氮

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、在反应SiO2+ 2C = Si + 2CO↑中，氧化剂和还原剂的质量比是（）

A．7：3 B．1：2 C．5：2 D．2：1

8、硅胶是网状多孔的物质，有强吸附性，可用作干燥剂、吸附剂和催化剂载体。在减压条件下将硅酸加温至300℃，使其失水即可制得硅胶。现以石英、纯碱为主要原料（其他试剂任选）制备硅胶，写出有关反应的化学方程式。