高考化学第四章非金属及其化合物素材

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

【本节学习要点】

1.了解硅在自然界中的存在，主要物理性质、用途

2.了解二氧化硅的存在，知道石英、水晶、硅石、玛瑙与SiO2的关系，了解SiO2的网状结构，掌握

SiO2的化学性质。

3.了解硅酸的性质和制备

4.了解常见硅酸盐的性质和主要用途

—重点难点研析一

重难点一、二氧化硅和硅酸

SiO2与CO?的比较

物质

SiO2CO2

Si原子和

晶体微粒C02分子

0原子（不存在

SiO2分子）

熔点高(1723℃)低(-57℃)

物

沸点高(2230℃)低(-79℃)

理

硬度大小

性

溶解性不溶于水常温微溶于水

质

CO2+H2O=H2co3(可

与水反应不反应

逆)

化

学4HF+

性与HF酸反应不反应

SiO2SiF4t+

质

2H2O

SiO2+

CO2+NaOHNaHCO3

与NaOH溶液2NaOHNa2SiO3

或CO2+2NaOHNa2CO3+H2O

+H20

CO2+

Na2SiO3+

H2OH2SiO

Na2SiO3+CO2t

3।+

SiOz+Na2cO3高SiO2+CaCO3高温

与盐反应

Na2CO3

温CaSiO3+CO2t（制玻

CO+

璃）2

Na2cO3+

H2O2NaH

C03

CaO+

CO2CaCO

与碱性氧化物反3

CaO+SiO2高温CaSiO3

应Na2O+

CO2Na2C

03

SiO2+2C高温C+COA

与C反应2

=Si+2COt=2CO

相同点①都是酸性氧化物、都能与强碱、碱性氧化物反应。②都有弱氧化性

特别提醒

(DSiCh中硅元素为+4价，是Si元素的最高价态，具有较弱的氧化性能与C在高温下反应。

(2)SiO?是酸性氧化物与水不反应，只能用相应的可溶性硅酸盐与酸反应制得。

(3)实验室中，盛放NazSiCh溶液、NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，要用橡胶塞。原因是玻璃中含

有Si。?，与NaOH溶液反应生成NazSiOs，NazSiOs溶液有很强的黏合性，能将玻璃塞和玻璃瓶黏合在一

起，久之不能打开。

(4)Na2SiO3溶液易与空气中的CO?反应生成H2SiO3,故应密封保存。

(5)因HF能腐蚀玻璃，所以实验室不能用玻璃瓶保存氯氟酸，也不能用玻璃塞。氯氟酸可用于雕刻玻

璃。

重难点、酸盐和硅单质

1.硅的化学性质与制备

(1)硅的化学性质

①常温下，除与F2、HF酸、强碱反应外，硅不与。2、。2、H2s。4、HNO3等其他物质反应

与F2反应：Si+2F2=SiF4

与氢氟酸反应：Si+4HF=SiF4t+2H2f

与NaOH溶液反应：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2t

②加热时,Si能与。2、Cb等反应

51+02=高温$22

Si+2c土高温,SiCLt

(2)硅的制备

①制取粗硅

SiO2+2C高温,Si+2cof

②粗硅的提纯:SiCl2,SiCl4H2,Si+HCl

Si+2C12高温,SiCLpSiCl4+2H2高温,Si+4HC1

特别提醒

C与SiCh反应，产物为CO,而不是CO?，粗硅先与Cb反应，生成挥发性的SiCh，挥发出来的SiCL

再与H2反应生成Si和HCL

2.硅及其化合物的“特性”小结

⑴硅的“特性”

①非金属单质一般为非导体(石墨能导电)，硅的晶体是良好的半导体材料。

②Si的还原性大于C,但C能在高温下还原出Si：SiC>2(石英砂)+2C(焦炭)高温,Si(粗硅)+2C0t。

③非金属单质跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液作用放出H2：Si+2NaOH+H2O,Na2SiO3

+2H2t»

金属劳H2+金属氧化物地强金属+氏0,单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si+

4HFSiF4t+2H2t。，⑵硅的化合物“特性”，①酸性氧化物一般不与酸作用,但SQ能与HF作用。，SQ

+4HFSiF4t+2H2O,②SiC>2是H2SQ3的酸酢，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SQ。，③无机酸

一般易溶于水，但HzSiCh难溶于水。，④硅酸钠水溶液称泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液，并不是

碱。，⑤H2c。3的酸性强于H2SQ3，所以有NazSiC^+COz+H20H2SiO3I+Na2c。3，但高温下，Na2CO3+

Si02高温,NazSiCh+CCht也能发生。，3.硅酸盐的表示方法，方法和步骤,(1)将硅酸盐中所有元素都写成氧化

物，较活泼金属氧化物一较活泼金属氧化物一二氧化硅一水,(2)在各氧化物前添上未知数x、y、z等,(3)依据

原子守恒列出等式，求出x、y、z等,(4)x、y、z的具体数值写在氧化物前面,(5)氧化物之间以隔开，若

系数配置出现分数应化为整数。，例如：正长石KAlSi.。不能写成如。乱曲本必，应写成

K2(>A12OT6SiO2。，特别提醒，⑴由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为了简化对硅酸盐组成的表示方法，

采用了氧化物法。实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的，而是以种种结构复杂的盐的形式存在的。,(2)

在硅酸盐氧化物的表示式中，氧化物前面的计量数只对该氧化物起作用，对其他氧化物不起作用。如

2MgOSiO2表示2个MgO和1个SiO2.不能认为是2(MgOSiO2)«

典型实例剖析―一

题型1硅及其化合物的应用

【例1】下列表述正确的是（）

①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅

②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐，③提前建成的三峡

大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料，④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作

的变色眼镜来保护眼睛,⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能

A.①②③B.②④C.③④⑤D.③⑤

解析本题主要考查学生对身边常见的化学制品的了解情况。侧重考查学生应用化学知识解释和解决

身边化学问题的能力。人造刚玉主要成分为AI2O3,①错；玛瑙的主要成分是SiO2；③水泥主要成分

是硅酸盐，正确；④变色眼镜镜片应是在普通硼酸盐玻璃中加入光敏物质AgBr等，并加入极少光敏

化剂如CuO等制成，故④错。

答案D

⑥拓展延伸

变色眼镜的玻璃片中含有少量浸化银和微量的氧化铜（作催化剂），当玻璃受到阳光照射时，发生2AgBr

光,CuO2Ag+Br2反应，而使玻璃由无色变成灰黑色，把玻璃放到暗处，又因发生2Ag+Br2CuO,2AgBr

反应，而使玻璃由灰黑色变成无色。在制造普通玻璃时常加入少量CU2。可使玻璃显红色。

题型2硅酸盐组成表示方法

【例2】高岭土的组成可表示为AkSi20V（OH）V,其中小y的数值分别是（）

A.7、2B.5、4C.6、3D.3、6

解析本题涉及两个未知数X、），,但山化合价规则只能列出一个方程，因而要用不定方程的知识求解。,

根据化合价规则，A1为+3价，Si为+4价，0为一2价，则有2X（+3）+2X（+4）+xX（—2）+yX（一

1）=0,化简得2x+y=14,将A、B、C、D中的x、y值代入，只有B项符合方程。

答案B

©技巧点拨

考查硅酸盐的表达形式，一般利用化合物中化合价的代数和等于零的规则来列方程求解。解此类题时

所列方程要正确。，

题型3硅及其化合物的转化关系，

【例3】X、Y、Z、W。，有如下图所示的转化关系：，

(1)推断各、物质的名称：X,Y,Z,W,.

⑵写出化学方程式：W-X,

(3)写出离子方程式：

Y-Z,

XfYo

解析山X和X。，的转化条件分析，X是硅，X。，是二氧化硅，且这两种物质都能与NaOH溶液反

应，生成硅酸钠(NazSiO"，SiO2又可以由硅酸加热分解制得，所以，推断正确。，答案(1)硅硅酸钠硅

酸二氧化硅,(2)SiO2+2C高温,Si+2cot,(3)SiOr+CO2+H2OH2SiO3I+COr,SiO2+2OHSiOf+

H20,O,B0001#»25]

须方法技巧

善于根据特殊反应或特殊反应条件或特殊反应现象作出假设，然后以验证的形式进行判断，对于解答较隐

蔽的推断题，是一种较好的策略。

题型4硅酸盐

【例4】矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中的一部分生成的。此处所指的风化作用是指矿物

与水和CO?作用的过程。例如，钾长石(KAS3O8)风化生成高岭土[AbSizC^OH)/,此反应的离子方程式

+

为2KAiSi3()8+2H2cO3+5H2O2K+2HC0；+4H2S1O3+Al2Si2O5(OH)4

(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形

式：,@KAlSi3O8。，②AbSi2O5(OH)^。⑵这个反应能够

发生的原因是。，较活泼金属氧化物一较活泼金属氧化物一非金属氧化物一二氧化硅一水。，则

KAlSi3()8为K2OA12O3・6SiC>2,A12Si2O5(OH)4为A12O3-2SiO2,2H2。,⑵从方程式可知H2CO3制硅酸符合

强酸制弱酸，所以这个反应能够发生。

答案(1)①KzCyAbO^SiO?,②AbChZSiO?2%。,⑵因为碳酸酸性比硅酸强，由较强的酸可制得较弱的酸,

)§)方法规律

①硅酸盐无论以何种形式表示，其组成及成分是固定不变的，即性质是不变的；②硅酸盐用氧化物的形式

表示时，必须遵循各元素化合价不变的原则。，

学习效果自测

1.下列说法不正确的是（）

A.因SiO2不溶于水，故HaSiCh不是SiCh对应的酸，或者SiO?不是H2SQ3对应的酸酊

B.CO2通入硅酸钠溶液可以得到硅酸沉淀

CS02是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大

D.氢氟酸能够雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氯氟酸

答案A

解析Si02中Si呈+4价，H2SQ3中Si呈+4价,且HZSQASQ+H?。，SiCh是H2SQ3的酸酊，故A

项错误。

2.实验室中固体试剂可以放在广口瓶中保存，液体试剂放在细口瓶中储存，但是有些试剂必须储存在具有

橡胶塞的试剂瓶中。以下物质必须储存在具有橡胶塞的试剂瓶中的是（），①KOH溶液②NazSiCh溶液

③盐酸④氢氟酸⑤澄清石灰水⑥硝酸⑦NaOH溶液

A.①②⑤B.①②④⑤

C.①②④⑤D.①②④⑤⑦

答案D

3.我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列

对晶体硅的有关叙述正确的是（）

A.晶体硅和金刚石的物理性质相似

B.硅在地壳中含量居第二位，可以以游离态存在于自然界中

C.晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵

D.晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电

答案A

解析本题考查硅的性质。晶体硅的结构与金刚石相似，是具有空间立体网状结构的原子晶体，所以物理

性质与金刚石相似，熔、沸点高，硬度大；硅在地壳中含量居第二位，但在自然界中没有游离态的存在，

主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在于自然界中；晶体硅是一种良好的半导体材料，被广泛使用；晶体硅

是种非金属单质，虽然它具有金属光泽。

4.将过量的CO2分别通入①CaCb溶液；②NazSiCh溶液；③Ca(OH%溶液；④饱和NazCCh溶液。最终溶液

中有白色沉淀析出的是()

A.①②@④B.②©C.①©③D.②③

答案B

解析H2c的酸性比盐酸弱，而比硅酸强。根据酸与盐反应的规律，C02通入CaCb溶液无明显现象(弱

酸不能制强酸)；过量CO2通入NazSiCh溶液中有白色沉淀H2SQ生成；CO2通入Ca(0H)2溶液至过量发

生反应：Ca(OH)2+CO2CaCO3I+H2O,CaCO3+H20+CO2Ca(HCO3)2>最终生成Ca(HC()3)2而无?冗淀产

生；过量CO?通入饱和Na2cCh溶液中：Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3,生成的NaHCCh溶解度比Na2cO3

溶解度小而结晶析出。

5.在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是种白色不溶于水的物质。据此填空。，

过星HNO：

(1)写出各物质的化学式：，A.、B.、C________、

E-F.。，⑵D。，与a溶液反应

的离子方程式是。，②C与过量HN03反应的离子方程式是。

答案(l)SiSiO2Na2SiO3H2SiO3比,(2)①Si+2OH-+H2O=SiOT+2H2t,②SiOU+2H+

=+

H2SiO3l(或SiOr+2H+H2OH4SiO4I)

解析A是单质，则B是A的氧化物，E是一种白色沉淀。由图中所给出的关系知，E、C中均应含有A

元素。加过量的HNC)3能生成白色沉淀，中学阶段只有HzSiCM或H4SiC>4)符合题意，因此，B为SiO?，A

为Si,C为Na2SiO3,D为H2O,F为H2o

6.某普通玻璃中,Na2SiO3>CaS。、SiC>2的物质的量之比为1：1：4,请回答下列问题：，(1)该玻璃如以

aNa2。为CaO“SiO2表示其组成，则a：。：〃?=。，(2)若要制备1000kg上述玻璃需原料的质量分

别是，生产过程中产生LCC)2(标准状况)。，Na2OSiO2，

CaSiO3-Na2OSiO2,CaSiO3^CaOSiO2,则可得到：a：b：m=\：1：60⑵制玻璃的原料是Na2cO3、

CaCO3,SiO2,由(1)可知玻璃的组成为NazOCaOfSiCh，根据原子守恒可以得到下列计算关

系,Na2OCaO6SiO2〜Na2co3〜,478g106g,l000X103g

皿Na2co3),CaCO3〜»,B]6SiO2〜,,B]2C02,100g»,]6X60g,,]2X22.4

5pl106gxi000X1()3g3

L,m(CaCO3)»,>(SiO2)。，▽(CO2),解得：机(Na2cO3)。，B]=-----47R-------2,。，]=221.8Xg

lOOgXl0(X)X103g3360gxi000X1()3g

3

=221.8kg,〃?(CaCO3)=-478„----------209X10g=209kg,m(SiO2)=-478„---------

344.8LX1000X103g”，生,

34

753.1X10g=753.1kg,V(CO2)=----------砺------&=9.37X104L,答案(1)1：1：6,(2)Na2CO3：221.8

kg；CaCO3：209kg；SiO2：753.1kg,9.37X10“

第1课时二氧化硅和硅酸盐

随堂笔记

一、二氧化硅和硅酸

1.二氧化硅

〃存在晶体和无定形

结构空间网状：每个Si原子结合4个O,形成正四面体，Si在中心每个O原

子与2个Si原子结合

物理性质硬度大，熔、沸点高，不溶于水

［与碱性氧化物反应：CaO+SiCh高温

<酸性氧化物（CaSiCh

〔与碱反应：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O

化学性质，

氧化性：SiCh+2C高温

Si+2C0t

I特性：SiO2+4HFSiF4f+2H2O

l用途：建筑材料、光导纤维、石英、玛瑙饰物和工艺品、制玻璃等

〃物理性质白色固体

（不稳定性：H2SiO3A

化学性质<SiOz+H?。

2.硅酸4〔弱酸性：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O

[Na2SiO3+H2O+CO2H2SiO3I+Na2CO3

制备《酸性：H2CO3>H2SiO3

、[Na2SiO3+2HC12NaCl+H2SiO3I

对点讲练——

知识点一SiC）2的性质和用途

1.下列说法正确的是（）

A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应

B.根据反应SiO2+CaCO3高温,CaSiO3+CO2t可推知硅酸的酸性比碳酸强

C.二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得澄清的硅酸溶液

D.二氧化硅常被用来制造光导纤维

答案D

解析二氧化硅是酸性氧化物，但它可以与氢氟酸发生反应。SiO2+4HFSiF4t+2H,0；反应SiO?+

CaCCh高温,CaSQ+CO2t只有在高温下才能进行，由于CO?是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继

续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强；只要比较硅酸和碳酸的酸性强弱就是要比较它们在水

溶液中电离出H*的难易程度，CO2+H2O+Na2SiO3Na2CO3+H2SiO3I,符合强酸制弱酸的规律，也可

说明碳酸的酸性比硅酸的强，但由于硅酸难溶于水，不能得到溶液；SiCh是光导纤维的主要成分，光导纤

维可以用SiCh来制造。

误区警示(1)酸性氧化物是指与碱反应生成盐和水的氧化物，不一定与水反应生成酸。SiO2不溶于水,

但与碱反应生成盐和水，是酸性氧化物，对应酸为HzSiOs。

(2)强酸制弱酸的反应是在水溶液中反应的规律

CaCC>3+SiO2高温,CaSiCh+CO?t是在高温下的反应，不符合强酸制弱酸的原理。

知识点二硅酸的制备与性质］

2.写出以SiO2为原料制备H2SiO3的化学方程式________________。

答案SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,

Na2SiO3+2HC12NaCl+H2SiO3I

或Na2Si03+CO2+H2ONa2CO3+H2Si03I,

Na2SiO3+2CO2+2H2O2NaHCO3+H2SiO3I

解析一般来说，受热易分解的酸或碱，其对应的氧化物不能与水反应，如HaSiChZ^HzO+SiCh，则

SiO2不能与水反应；CU(OH)2A,CUO+H2O,则CuO不能与水反应。硅酸不能溶于水，且不能溶于(HC1、

H2so4、HNO3等)强酸。不溶于强酸的物质还有：CuS、AgS、PbS、HgS、AgCkAgBr、AgLBaSCX,等。

3.为确认HC1、H2cO3、%SiO3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：

(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗中所盛试剂应为。

(2)装置B所盛的试剂是,其作用是。

答案⑴盐酸(2)饱和NaHCCh溶液除去盐酸中挥发出的HC1气体

解析考查对强酸制弱酸原理的应用。注意B装置的作用是除去盐酸挥发出的HCI气体

课时作业

否则对C装置证明碳酸酸性强于硅酸形成干扰。

1.二氧化硅是酸酎（即酸性氧化物）的原因是（）

A.它溶于水得相应的酸

B.它对应的水化物是可溶性强酸

C.它与强碱溶液反应只生成盐和水

D.它是非金属氧化物

答案C

解析从酸性氧化物的概念来分析，酸性氧化物是指能够与碱反应生成盐和水的氧化物，由于SiO2

+2NaOHNa2SiO3+H2O,所以SiO2是酸性氧化物。SiC）2不溶于水，对应的酸HzSiC^不是强酸。

2.熔融氢氧化钠反应选用的器皿是（）

A.陶瓷用■烟B.石英珀蜗

C.普通玻璃珀烟D.生铁玷埸

答案D

解析陶瓷的成分中含有Si02,石英的成分就是SiO2,玻璃的主要成分中也含有Si02,而SiO2在高

温下可以跟NaOH发生如下反应：

SiO,+2NaOH高温,NazSiCh+H?。

所以A、B、C的器皿都不能选用，只能用生铁塔烟。

3.下列叙述中，正确的是（）

A.自然界中存在大量的游离态的硅

B.石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅

C.二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱的溶液发生化学反应

D.自然界中硅都存在于石英中

答案B

解析自然界中的硅，都以化合态存在，硅是亲氧元素，主要以氧化物及硅酸盐形式存在，如石英、

水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。二氧化硅性质稳定。

4.下列关于硅酸的叙述中错误的是（）

A.硅酸是一种很弱的酸

B.硅酸不稳定，加热脱水会产生二氧化硅

C.硅酸可由二氧化硅与水反应制得

D.硅酸应由可溶性硅酸盐与盐酸或二氧化碳反应制得

答案c

解析硅酸是一种比碳酸的酸性还弱的弱酸，难溶于水，受热不稳定易分解；制备H2SiO3时应向可溶

性的硅酸盐的溶液里通入CO2或加入盐酸等来制备，可见A、B、D项正确。虽然SiO2是硅酸的酸酎，但

因SiC>2难溶于水且不跟水反应，所以不能用SiC）2与H20反应来制H2SiO3,C错。

5.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）

A.CO2fH2cO3BoSiO2-Na2SiO3

C.Na2cO3-Na2cO3D。H2SiO3-*H2SiO3

答案D

解析由于SiC>2不溶于水也不与水反应，所以山SiC）2制取H2SiO3需先使SiC>2与强碱反应制得可溶性

硅酸盐后，再与其他酸反应才能制得H2SiO3。

6.在反应SiCh+3C高温,SiC+2COt中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为（）

A.1：3B.3：1C.2：1D.1：2

答案D

解析根据化合价升降规律，可确定C既为氧化剂又为还原剂，假设3moic参与反应，化合价降低

的C即氧化剂为1mol,化合价升高的C即还原剂为2mol,因此二者的物质的量之比为1:2。分析化合

价变化，来确立氧化剂和还原剂；由得失电子数相等确定氧化剂与还原剂的物质的量之比（或质量比）。注

意产物是CO而不是CO?。

7.下列各组物质间，不能发生反应的是（）

A.二氧化硅与氧化钙（高温）

B.二氧化硅与氢氧化钠（常温）

C.二氧化硅与碳（高温）

D.二氧化硅与浓硝酸（常温）

答案D

解析在高温下SiO?能被C还原。在众多的酸中能与SiO2反应的只有HF。

8.下列离子在水溶液中能大量共存的是（）

A.H\K\HCO；>Ca2+

2+

B.OH\Na+、Mg>HCO3

C.Na\心Cl>NO；

D.Na+、SiOT、H+、Cl

答案C

+2+

解析A中H+可与HCO；发生反应：H+HCO；H2O+CO2f而不能大量共存；B中OFT与Mg>

2+

HCO3不能大量共存：Mg+2OHMg（OH）2I,OH+HCO3COJ+H2O；D中2H++SiO=H2SQ3I。

9.实验室保存试剂的方法正确的是（）

A.氢氟酸存放在带橡皮塞的玻璃瓶中

B.氢氧化钙溶液存放在配有磨口玻璃塞的玻璃瓶中

C.NaOH溶液存放在带橡皮塞的细U玻璃瓶中

D.氢氧化钠固体盛放在带橡皮塞的细口玻璃瓶中

答案C

解析氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅（SiC>2）反应，选项A错误；氢氧化钙溶液呈碱性，选项B错误；

氢氧化钠固体盛放在广口瓶中，选项D错误。要根据物质性质选用合适的保存试剂的方法。

10.下列离子方程式书写不正确的是（）

A.往NaOH溶液中通入过量CO2：

CO2+OHHCO,

B.单质硅与烧碱溶液反应：

Si+2OH+H2OSiOf+2H2t

C.石英砂与烧碱反应制水玻璃：

SiO2+2OHSiO5+H2O

D.往水玻璃中通入二氧化碳：

+

Na2SiO,+2H2O+CO2H4SiO4I+2Na+COf

答案D

解析往NaOH溶液中通入适量CO2生成正盐Na2c03,弱酸的正盐能与酸反应变为酸式盐，所以当

CCh过量时即溶液中H2cCh过量时，生成物为NaHCO.3,故A式正确；单质硅能和烧碱溶液反应生成硅酸

钠和氢气，NaOH是易溶于水的强碱，NazSiCh是易溶于水的盐，均完全电离，故Na.可以简化掉，B式正

确；石英的成分是二氧化硅，与烧碱发生复分解反应生成硅酸钠和水，故C式正确；碳酸比硅酸酸性强，

所以往水玻璃即硅酸钠的水溶液中通入二氧化碳可以制硅酸。反应物中的NazSiCh和生成物中的Na2cCh

均为易溶于水的盐，能完全电离写成离子形式，并且Na卡可以简化掉，故D式不正确。正确的离子方程式

应为：SiOT+2H2O+CO2H4SiChT+CO『。

11.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

答案D

解析生石灰的成分是氧化钙，若不含杂质，加盐酸能完全溶解并且无气体生成。加盐酸充分反应后

仍有不溶于水的固体，说明有石英杂质存在。加盐酸溶解，但放出无色无味并能使澄清石灰水变浑浊的气

体，说明生石灰中含有石灰石。有关的化学方程式为：CaO+2HClCaCl2+H2O：CaCO3+2HClCaCl2+H2O

+C02t；CO2+Ca(OH)2CaCO3I+H20O

12.(1)指出下列反应中SiCh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。

©SiO24-2NaOHNa2SiO3+H2O()

②SiO2+2C高温,Si+2cot()

③SiC)2+3C高温,SiC+2cot()

@SiO2+4HFSiF4t+2H2O()

A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀

B.弱氧化性

C.酸性氧化物的通性

D.未参加氧化还原反应

(2)2002年9月26日，中国北京曙光公司研制出了第一款具有我国完全自主知识产权的高性能CPU芯

片一“龙芯”1号。

①“龙芯”(芯片)的主要化学成分是。

②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是。

③在计算机长距离联网使用的传输很快的线路中使用的材料叫,主要化学成分是。

④如果这种埋在地下的材料裸露在碱性土壤中，结果会断路，用离子方程式说明原因：。

答案(1)①CE。

③D@A⑵①硅②硅③光导纤维SiO2@SiO2+2OHSiOr+H2O

解析(1)本题全面考查SiO?的性质，将所给选项结合实际一一对应查找。A用来雕刻玻璃，应有氢

氟酸(HF)参与反应；B中弱氧化性是指反应物Si。2中Si元素得电子，化合价降低；C项表现酸性氧化物

的通性是指SiO2与碱反应；D项是指Si元素化合价没有变化。

(2)SiC>2属于酸性氧化物，易与碱反应。

13.A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下图所示。A为地壳中含量仅

次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。

加氧化钙

高温回

加氢氧化钠

D+HzO

加热

请填空:

(1)形成单质A的原子的结构示意图为,它的最高化合价为。

(2)B的化学式(分子式)为,B和碳反应生成A和E的化学方程式是。

(3)C的化学式(分子式)为,D的化学式(分子式)为。

答案⑴o

^14)284

V+4(2)SiO2

SQ2+2C高温Si+2cOt(3)CaSiO3Na2SiO3

解析本题以框图题的形式考查Si及其化合物的有关知识，框图推断题关键是找准“切入点”。本题

切入点为A及B与A、C、D的转化关系及条件。本题侧重考查审题能力、分析推理能力和综合运用知识

解决问题的能力。由“A为地壳中含量仅次于氧的非金属单质，晶体结构与金刚石相似”推知A为Si,根

据B加碳，高温A+E,B加氧化钙，高温C,B加氢氧化钙，加热D+HzO,不难推知B为SiO2,C为CaSiO,,

D为Na2SiO3»

14.把26g含有SiCh和CaCCh的固体在高温下加热至质量不再改变，冷却后称重为17.2g。(相对原

子质量：0：16,Si：28,Ca：40,C：12)

(1)写出有关的化学方程式。

(2)求生成C02的体积(标准状况)。

(3)求原混合物中所含SiO2的质量。

答案(DSiOz+CaCCh高温CaSiCh+CO2t(2)4.48L

(3)6g

解析解法一：(2)由(1)中的反应方程式可以看出，固体质量的减少为生成的CO?的质量。

m(CO2)=26g-17.2g=8.8g

V(CO,)8,8S,-1X22.4L-molt=4.48L

'44gmol

448L

据C原子守恒知：«(CaCO)n(CO)------kT=0.2mol

32LLAL'lDOl

zn(CaCO3)=0.2molXI00gmo「=20g

加(SiC)2)=26g—20g=6g

解法二：设混合物中SiCh、CaCCh的质量分别为：x，y，

据题意有：x+y=26g©

CaO+COot,据Ca原子守恒有：n(CaCO,)=n(CaO),-1

100g-mol

-CaO+CO",据Ca原子守恒有：n(CaCO0=n(CaO)=~y,-1

100g-mol

据题意有：x+,:左|x56g.moL=17.2g②

IOlllVzl

解①②两式得：X=6gy=20g

20。

〃(CO))=〃(CaCC)3)=1/“、&,-1—0.2rnol

'100gmol

1

V(CO2)=0.2molX22.4Lmol=4.48L«

第2课时硅和硅酸盐

—随堂笔记——

二、硅酸盐

''[易溶于水，水溶液俗称水玻璃

性质

硅酸钠＜'[Na2SiO3+2HClH2SiO3I+2NaCl

硅酸盐＜

用途：制硅胶、木材防火剂等

I硅酸盐产品：陶瓷、玻璃、水泥等

三、硅

「结构：空间网状，每个Si原子周围结合4个O原子形成四面体

硬度大，难溶于水，熔、沸点高，具有金属光泽

物理性质

灰黑色固体

rSi+2F2SiF4

常温下|si+4HFSiF4t+2H2t

lsi+2NaOH+2H2ONa2SiO3+2H2t

硅＜

化学性质<jSi+Ch高温

SiO,

加热3c•二c七汨

Si+2c卜图加i

、lsiCl4

制备：SiO2+2C高温

<Si+2COt

对点讲练

知识点­硅的性质

1.下列关于碳和硅的比较，正确的是（）

A.它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸

B.碳和硅的最高正价都是+4价

C.硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位

D.碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态

答案B

解析SiCh不溶于水也不与水反应，A不正确；在地壳中含量第一的是氧元素，硅占第二位，C不正

确；自然界中有游离态的碳（金刚石等），但是没有游离态的硅，因为硅是•种亲氧元素，D不正确。选B。

温馨提示虽然碳比硅活泼，但是由于硅是亲氧元素，所以碳在自然界中有单质，而硅只能以化合态

形式存在。

归纳拓展

硅单质与碳单质的比较

化学性质碳

与非△

金属C+O虻8；5i+O——5；O

反应Si+ZF------5iF

7

_高温

C+2CuO—co4

与＜+2Cu

化物ZC(像发)+SiCU石

反应英砂)日号2CD4+

电炉

55粗硅)

还

△

原C+4HNQ（彼）——

性不与HMO、

与«CO[+小。：14-

H50反应，但能

化性2H.O

与HF反应：Si+

酸反C+ZH：50（微）

4-HF------5iF++

应-^-CO44-Z5Oi

ZH.1

+2HO

与水

5i+ZNaOH+

或破（）

C+HOg—coHO------Na5；O

港版

+H；+ZH4

反应

领悟整合晶体硅性质较特殊，要掌握硅的特性：(l)Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出

Si：SiO2+2C高温,Si+2cOt；(2)非金属与碱反应一般无氢气放出，但Si可以：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3

+2&t；(3)非金属单质一般不与无氧酸反应，但Si可以与HF作用：Si+4HFSiF4f+2H2t；(4)非金属

单质一般为非导体，但Si是良好的半导体。

知识点二硅瀛

2.已