硅和二氧化硅复习学案

1、 硅和二氧化硅一、硅1、硅的存在、含量、物理性质等：在自然界中， 游离态的硅，只有以 态存在的硅。(二氧化硅和硅酸盐)在地壳中，它的含量仅次于 ，居第二位。硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。1 mol Si有 mol SiSi键。晶体硅是良好的半导体材料。2、硅的化学性质：（性质不活泼）化合价降低，得4e-，被还原(1) 在常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。Si+H2O+2NaOH=Na2SiO3+2H2 Si + 4H2O + 2

2、 NaOH = Na2SiO3 + 2 H2 + 3 H2O化合价升高，失4e-，被氧化Si + 2 F2 SiF4 (气态) Si + 4HF (2) 在加热条件下，硅能跟一些非金属反应。例如，加热时，研细的硅能在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热。Si+O2 Si + 2 H2 Si + 2 Mg Si + C 3、硅的工业制备：工业上制取硅在工业上，用 在高温下还原 的方法可制得含有少量杂质的粗硅。 将粗硅提纯后，可以得到用作半导体材料的高纯硅。提纯过程 4、硅的用途：作为 材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池。含硅4(质量分数)的钢具有良好的

3、导磁性，可用来制造变压器铁芯；含硅15(质量分数)左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备等。二、二氧化硅1、二氧化硅的物理性质：天然二氧化硅也叫硅石(透明的石英晶体，就是水晶)，是一种坚硬难 的固体。 溶于水，二氧化硅是 性氧化物，它对应的水化物是 （或 ）。SiO2 有晶体SiO2 （石英、水晶、玛瑙、砂子等）和无定形SiO2 （硅藻土）2、二氧化硅的化学性质（不活泼）：不与水反应，也不与酸( 除外)反应，但能与 性氧化物(CaO)或 (NaOH)反应生成盐。(1)不与水反应： 硅酸 由二氧化硅与水反应直接制得。(2)常温时： 与 酸反应： 与 溶液反应： (3)高温下，与 性氧化物反

4、应：SiO2+CaO 与纯碱、石灰石反应： (4)高温下，与碳反应： SiO2+ C SiO2 + C 注：HF 不能用 器皿盛装,而用 盛装。凡是盛装碱（NaOH、KOH等）以及其他碱性物质（Na2CO3 、K2CO3、Na2SiO3 等）的玻璃试剂瓶均不可用 玻璃塞，而要用 或 。比较性质应在常温下比较。3、二氧化硅的用途光导纤维的主要原料就是二氧化硅。石英的主要成分是 ，较纯净的石英可用来制造石英玻璃，制造耐高温的化学仪器、石英电子表、石英钟等。 透明的石英晶体（水晶），常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制成高级工艺品和眼镜片等。玛瑙是含有有色杂质的石英晶体，它可用于制造精

5、密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品等。4、二氧化硅的结构SiO2 是具有 结构的 晶体。在SiO2 晶体中，1 个硅原子与 个氧原子形成 个共价键，即每个硅原子周围结合 个氧原子；同时每个氧原子与 个硅原子结合。因此，SiO2 是以Si : O = 1: 2 形成的。因此，SiO2 是 式，而不是 。 1 mol SiO2有 mol SiO键。三、H2SiO31、硅酸（少见的难溶酸）硅酸 能由二氧化硅直接制得，只能通过 与 反应制取。硅酸 溶于水，是一种 酸，它的酸性比碳酸 。 能使指示剂变色。SiO2 + NaOH = Na2SiO 3 + CO2 （说明 ：H2CO3 的酸性 于H2SiO3）N

6、a2SiO3 + HCl H2SiO3 = 2、原硅酸（H4SiO4）白色胶状物，不溶于水，在干燥空气中易失水变成白色粉末（H2SiO3）H4SiO4 = H2SiO3 + H2O （H4SiO4 两次失水，得到 SiO2 ）3、SiO2 H4SiO4 的酸酐， H2SiO3 的酸酐 四、硅酸钠（大多数硅酸盐都难溶于水，耐高温，不耐酸）硅酸钠的水溶液叫 、 ，无色粘稠，是一种矿物胶 ，具有粘性等。可用作建筑、纸张的黏合剂，木材、织物的防腐剂、防火剂和其他防火材料。思考：为什么实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞(玻璃中含有SiO2)？解析：因为玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应

7、，生成具有粘性的硅酸钠溶液，而把瓶塞与瓶口粘结在一起。反应方程式为：SiO2+ NaOH Na2SiO 3 + CO2 + H2O = 离子方程式： (Na2SiO3 溶液在空气中 ，应 保存 ) Na2SiO3 + HCl = 离子方程式： Na2SiO 3 + CO2 +2 H2O = Na2CO3 + H4SiO4（如无特殊要求应按照的写法）硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2O。例如，硅酸钠 Na2SiO3 (Na2OSiO2) 高岭石 Al2(Si2O5)(OH

8、)4 ( )一、传统无机非金属材料硅酸盐材料是以含硅物质为原料经加热制成的，这一制造工业叫做硅酸盐工业，如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业。1、水泥（普通水泥）：水泥具有水硬性主要原料：石灰石、黏土（辅料：石膏作用是调节水泥的硬化速度）主要设备：水泥回转窑 生产过程：可概括为“磨、烧、磨”主要成分：硅酸三钙 (3CaOSiO2 ) 、硅酸二钙(2CaOSiO2)、铝酸三钙(3CaOSiO2) 由水泥的主要成分可知：水泥可与 盐酸、硫酸、硝酸等酸反应。2、玻璃：（不是晶体，称作玻璃态物质，没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化）主要原料： 、 、 （ 、 、 ）主要成分： 、 、 （ 、 、

9、）主要设备：玻璃窑主要反应： 有色玻璃：加入某些金属氧化物。蓝色:加入Co2O3(氧化钴);红色:加入Cu2O；淡绿色:加入二价铁光学玻璃：加入氧化铅 （PbO） 石英玻璃：高纯SiO2 ，膨胀系数小，不易炸裂化学仪器玻璃：加入硼砂（Na2B4O7 10H2O）3、陶瓷主要原料：黏土（粘土的主要成分是硅酸盐）、彩釉 设备：窑制造过程：混合、成型、干燥、烧结、冷却，由此制成陶瓷。种类：根据原料、烧制温度等的不同，主要分为土器、陶器、瓷器和炻器 。主要特点：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点，缺点：易碎水泥普通玻璃主要原理石灰石、粘 土石灰石、纯碱、石英反应原理复杂的物理化学变化CaC

10、O3 + SiO2 CaSiO3 + CO2Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2主要成分3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3Na2SiO3、 CaSiO3、SiO2性质特点具有水硬性，热膨胀系数几跟铁一样没有一定的熔点，能在一定的温度范围内软化种类普通水泥、矿渣硅酸盐水泥、沸石岩水泥等普通玻璃、硼酸玻璃、铅玻璃、有色玻璃、钢化玻璃1、普通玻璃是 （混合物、纯净物）。 玻璃可在一定温度范围内软化，制成工艺品等。这是因为玻璃不是 ，而是一种 物质，没有固定 。2、制水泥和玻璃时都需要用的原料是（ ）（A）粘土 （B）石英 （C）石灰石 （D）纯碱3、下列说法正确的

11、是（ ）（A）SiO2是酸性氧化物，它不溶于水也不溶于任何酸（B）SiO2是制造玻璃的主要原料之一，它在常温下与NaOH溶液不反应（C）因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以H2SiO3酸性比H2CO3强（D）CO2通入水玻璃中可得原硅酸4. 在制玻璃、制皂、造纸、纺织等工业生产中都需要的物质是 ( ) A. 氧化钙 B. 纯碱 C. 石灰石 D. 氯化钠5. 将二氧化碳通入下列溶液中，不能发生反应的是 ( ) A. CaCl2 B. Na2CO3 C. Na2SiO3 D. NaAlO26. 光纤通信是一种现代化的通信手段，制造光导纤维的主要原料是 ( ) A. CaCO3 B.

12、 CaO C. SiO2 D. Na2CO37. 下列各组物质混合后能发生反应，但无明显现象的是 ( ) A. Na2SO3溶液与盐酸 B. 过量CO2与石灰水 C. NaOH溶液与NaAlO2溶液 D. NaOH溶液与NaHCO3溶液8. 关于二氧化硅，下列叙述中不正确的是 ( )A. 二氧化硅晶体是一种原子晶体 B. 二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸C. 二氧化硅是酸性氧化物，它不跟任何酸发生反应 D. 二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别9(7分)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；C是一种气体；D是白色胶状沉淀；E是白色固体。A、B、C、D、E间的转化

13、如右图，根据图示关系回答：（1）分子式A_，B_，C_，D_，E_； （2） 请写出变化中的有关化学方程式：BC D：_；E A：_。10、（1）、的化学式分别是 、 、 。（2）与反应的化学方程式是 。【巩固练习】1下列材料属于传统无机非金属材料的是A玻璃 B钢铁 C超硬材料 D半导体陶瓷2传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的共同特点是A耐高温 B具有电学特性 C具有光学特性 D具有生物功能3下列叙述中，不正确的是A碳族元素容易生成共价化合物B碳族元素的原子最外电子层上都是4个电子，所以碳族元素都是+4价的化合物最稳定C碳族元素从上到下由非金属性向金属性递变D碳族元素的原子半径从上到下依

14、次增大4普通玻璃是电的绝缘体，这种透明固体物质是A离子晶体 B分子晶体 C原子晶体 D不属于晶体5最近科学家研制出一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为C60。下列说法正确的是AC60是一种新型化合物 BC60和石墨是碳的同素异形体CC60中含有离子键 DC60的相对分子质量为7206下列物质中，不能通过化合反应制取的是AH2SiO3 BFe(OH)3 CFe(NO3)2 DCaSiO37下列关于说法中，正确的是A1 mol SiO2晶体中，含有2 mol SiO键B熔融烧碱可选择石英坩埚C二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成D尽管二氧化硅既能与烧碱又能与氢氟酸反应，但它仍不是

15、两性氧化物8有一种粗铝含金属铁和单质硅两种杂质。取等质量的样品分别投入足量的稀HCl（aq）和足量的稀NaOH（aq）中，放出等量的H2，则该粗铝中铁和硅的关系正确的是物质的量之比为2:1 物质的量之比为3:1 质量之比为2:1 质量之比为4:1A B C D只有9在反应SiO2 + 2C Si + 2CO中，还原剂和氧化剂的质量之比为A5:2 B2:5 C1:1 D2:110钢化玻璃的重要用途之一是制造汽车车窗。合成钢化玻璃的主要原料是A纯碱、石灰石、石英 B纯碱、石灰石、石英、硼酸盐C碳酸钾、石灰石、石英 D水玻璃、石灰石、石英、氧化铅11现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造，

16、取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量）： 由此可推知，硬铝的组成为 A.Al、Cu、Mg、Si、Mn B.Al、Mg、Si、Zn C.Al、Fe、C、Cu D.Al、Si、Zn、Na12工业上由粗硅制取纯硅涉及以下反应：Si（s）+ 3HCl（g）SiHCl3（g）+ H2（g）；H-381kJSiHCl3（g）+ H2（g）Si（s）+ 3HCl（g）对于上述反应的说法中正确的是A均为置换反应和氧化还原反应B反应、实际上互为可逆反应C由于反应放热，则反应一定吸热D欲提高SiHCl3产率，应采用加压、升温的办法硅及其化合物参考答案【巩固练习】1A 2A 3B 4D 5BD 6A 7D 8C 9B 10A 11AC高温3SiCl4 + 6H2 + 2N2 = Si3N4 +12HCl12A 13 原子 Si3N4 12 14 原子晶体 Cl2 H2SiO3或H4SiO4高温3Si(NH2)4 = Si3N48NH3 SiO2 + 2OH = SiO32 + H2O；SiO32 + 2H2O + 2CO2 = H2SiO3 + 2HCO3高温SiO2 + Na2CO3 =CO2+ Na2SiO3 高