人教版高中化学必修一第9讲无机非金属材料的主角硅教师版社会苗世印.docx

1、人教版高中化学必修一第9讲无机非金属材料的主角硅教师版社会苗世印无机非金属材料的主角-硅_1了解硅酸盐的重要用途及组成。2了解硅的重要用途，了解硅单质的物理性质。3掌握Na2SiO3的化学性质。知识点一.硅1.硅的化学性质。 在常温下，硅的化学性质不活泼，不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等反应，但可与氟气、氢氟酸和强碱反应。 硅和氟气反应：Si+2F2=SiF4。 硅和氢氟酸反应：Si+4HF=SiF4+2H2。 硅和氢氧化钠溶液反应：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2。硅在氧气中加热：Si+O2SiO2。 2.硅的工业制法。SiO22CSi(粗硅)2CO(注意产物) 提纯

2、：Si+2Cl2SiCl4 ；SiCl4+2H2Si+4HCl3.晶体硅的用途。 用来制造半导体器件，制成太阳能电池、芯片和耐酸设备等。知识点二. 二氧化硅1.物理性质：硬度大、熔点高，难溶于水。2.化学性质：酸性氧化物的通性：SiO2是酸性氧化物，是H2SiO3的酸酐，但不溶于水：SiO2+CaOCaSiO3SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O (Na2SiO3是强的粘合剂)弱氧化性：SiO2+2CSi+2CO特性：SiO24HF=SiF42H2O要点解释：（A）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。（B）未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱

3、腐蚀的，故盛放碱液可以用玻璃瓶（不能用玻璃塞）。（C）因为氢氟酸腐蚀玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸既不能用玻璃塞、也不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。3.用途：SiO2是制造光导纤维的主要原料。石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。石英砂常用作制玻璃和建筑材料。4.SiO2与CO2化学性质的比较物质二氧化硅(SiO2)二氧化碳(CO2)与水反应CO2+H2O H2CO3与酸反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反应与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+N

4、aOH=NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2+CaOCaSiO3CO2+Na2O=Na2CO3与碳反应SiO2+2CSi+2COCO2+C=2CO知识点三.硅酸（H4SiO4、H2SiO3）1.不稳定性：H2SiO3SiO2 +H2O 2.极弱酸性：不能使酸碱指示剂变色：H2SiO32NaOH=Na2SiO3+2H2O 制备：Na2SiO3+CO2+H2O=H4SiO4(白色胶状)+Na2CO3或Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl，H4SiO4H2SiO3+H2O(不稳定、易分解)知识点四. 硅酸盐1.常用的硅酸盐是Na2SiO3，俗称“泡花碱”，易溶于水，其水溶液称为水玻璃，

5、是一种矿物胶，密封保存。可用作肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂。2.硅酸盐改写为氧化物形式（顺序为：较活泼金属氧化物金属氧化物二氧化硅水）如高岭石Al2(Si2O5)(OH)4改写为： Al2O32SiO22H2O 再如：钾长石KAlSi3O8不能写成K2OAl2O33SiO2，应写成K2OAl2O36SiO2。3.无机非金属材料。传统无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥。水泥玻璃陶瓷原料黏土、CaCO3、石膏纯碱、石灰石、石英黏土反应原理复杂反应原理Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2水泥的主要成分：3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O

6、3普通玻璃的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。类型一：硅例1下列关于硅的说法不正确的是（）A硅是非金属，但它的单质是灰黑色且有金属光泽的固体B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应D当加热到一定温度时，硅能与氧气等非金属反应解析：硅是一种具有金属光泽的灰黑色固体，A正确；硅是良好的半导体材料，B正确；硅在常温下可与氟气、强碱溶液反应，C错误；在加热时，硅与氧气、氯气等反应，D正确。答案: C类型二：硅的化合物例2.在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是

7、（）焦炭纯碱碳酸钙氢氟酸浓硝酸烧碱溶液氧化钙氮气A B C D解析:SiO2作为酸性氧化物，可与强碱和碱性氧化物反应，在常温下SiO2可与氢氟酸反应，在加热时SiO2可被焦炭还原，可与碳酸钙、纯碱反应。答案: C例3.用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象与溶液”对应关系错误的是（）选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊不消失Na2SiO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失NaAlO2溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变

8、浑浊Ca(OH)2溶液解析: A项，Na2SiO3溶液中通入CO2发生反应：Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3（胶体），继续通CO2至过量，硅酸胶体不溶解。B项，NaAlO2溶液通入CO2，生成不溶于水的Al(OH)3，Al(OH)3不溶于H2CO3，浑浊不消失。C项，Ca(ClO)2溶液通CO2生成CaCO3沉淀和HClO，品红溶液遇HClO褪色；D项，Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O，CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3+Na2CO3+2H2O。答案: B例4.如右图所示，A、B、C、D分别代表有关反应

9、中的一种化合物，其中物质A是一种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸。请填写以下空白。（1）A、B、C、D的化学式分别是_、_、_、_。（2）AB的化学方程式是_。（3）CD的离子方程式是_。解析:本题主要考查SiO2的特性。其突破口应从“A是一种高熔点的化合物，不溶于H2SO4、HNO3，却溶于氢氟酸”推断出A为SiO2，然后依此推出B为CO、C为CO2、D为H2SiO3。答案:（1）SiO2 CO CO2 H2SiO3（2）SiO2+2CSi+2CO（3）SiO32+CO2+H2O=H2SiO3+CO32基础演练一填空题1下列说法不正确的是()A因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸

10、性氧化物B在反应SiO22CSi2CO中SiO2作氧化剂CSiO2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2（2014年北京第二十中学月考试题）能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是()ACO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能与水直接反应生成硅酸B在高温条件下，SiO2和Na2CO3能发生反应：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2CSiO2的熔点比CO2高DCO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶3.由下列实验事实得出的结论正确的是()A由SiO2不能与水反应生成H2SiO3，可知Si

11、O2不是H2SiO3的酸酐B由SiO22CSi2CO，可知碳的非金属性大于硅CCO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3H2SiO3DSiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物4证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是()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，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解5将过量的CO2分别通入CaCl2溶液；Na2SiO3溶液；NaAlO2溶液；饱和Na2CO

12、3溶液；Ca(OH)2溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是()A BC D6下表各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是()选项XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO37（2014年聊城市第一中学月考试题）关于工业制金刚砂的反应：SiO23CSiC2CO，下列说法正确的是()ASiO2是氧化剂，C为还原剂B碳的还原性比硅强C氧化剂和还原剂的物质的量之比为21D1 mol SiO2参与反应时，转移4 mol电子8下列关于SiO2性质的说法错误的是()A与强碱反应：SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，盛放碱性药品的试剂瓶不能用玻

13、璃塞B与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O，可用来雕刻玻璃C高温下与碱性氧化物反应：SiO2CaOCaSiO3，可用来做石英坩埚D与水反应：SiO2H2O=H2SiO3，具有酸性氧化物的通性9下列应用与二氧化硅的性质无关的是()A氢氟酸不能用玻璃瓶盛装B实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞C可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃D硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体10试管中加入35 mL Na2SiO3饱和溶液，滴入23滴酚酞试液，再用胶头滴管逐滴滴入稀盐酸，边滴边振荡，至红色变浅并接近消失停止，下列解释错误的是()A发生的反应为Na2SiO32HCl=H2SiO32NaClB滴加酚酞呈红色，说明硅酸钠溶液呈碱性C盐酸的酸性比硅酸强D盐酸的酸性比硅酸弱11下列说法正确的是()ASiO2是酸性氧化物，它可以与强碱反应，但不能与所有的酸反应B根据反应SiO2CaCO3CaSiO3CO2，可推知硅酸的酸性比碳酸的强CCO2通入硅酸钠溶液中