1、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 【考纲要求】1知道硅在自然界的含量、存在和用途。2用二氧化硅的物理、化学性质和用途解决问题。并会书写对应的化学方程式。【自主学习】一、硅在自然界中的存在：（1）含量：在地壳中的含量居第 位，仅次于 。（2）存在：硅是构成_与_的基本元素，在自然界中都以_态存在，主要以_和_的形式存在。二、硅的原子结构思考：试根据硅的原子结构示意图分析硅的化学性质及主要化合物。三、硅的化合物1二氧化硅（1）存在形态_（2）用途_（3）结构SiO2晶体是由硅原子和氧原子按照 的比例所组成的_结构的晶体，其基本结构单元为_，每个硅原子周围与_个氧原子
2、结合，每个氧原子周围与_个硅原子结合。二氧化硅晶体中_单个的SiO2分子。思考：结合生活实际，根据SiO2的存在和应用，分析SiO2的物理性质及化学稳定性。（4）物理性质熔点_、硬度_、_导电、_溶于水。（5）化学性质： 与氢氟酸的反应： 与碱性氧化物的反应： 与强碱的反应：思考：1、实验室如何保存氢氟酸？ 2、 实验室在存放强碱溶液时要注意什么？类比SiO2与CO2的性质比较:名称CO2SiO2结构特点物理性质颜色、状态熔沸点硬度溶解性.化学性质物质类别与NaOH反应与碱性氧化物反应与水反应与某些盐反应与氢氟酸反应【考点突破】例1：如图所示：A是一种固体单质，B的晶体是一种立体网状结构，E是
3、一种白色沉淀，请回答：(1)B的化学式：_。(2)CE的离子方程式：_。(3)B与a溶液反应的离子方程式：_。解析：根据AO2B，且B具有立体网状结构，推知B为SiO2，则A为Si；根据Si(或SiO2)a溶液得 C过量盐酸得白色沉淀，推知a溶液为可溶性强碱溶液，如NaOH溶液，则C溶液可为Na2SiO3溶液等，E为H2SiO3，进一步推知D为H2O，F为H2。答案：(1)SiO2(2)SiO2H=H2SiO3(3)SiO22OH=SiOH2O例2(双选题)在一定条件下，既能跟二氧化碳反应，又能跟二氧化硅反应的是()ANa2CO3溶液 B浓H2SO4 CNaOH溶液 D木炭答案:CD反馈训练：
4、1下列关于硅的说法不正确的是( ) A硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体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反应D加热到一定温度时硅能与H2、O2等非金属反应2下列关于二氧化硅的说法，错误的是()A二氧化硅也叫硅石B二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成C石英(SiO2)可用来制作工艺品D二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，但它不是两性氧化物3下列反应中，能说明SiO2 是酸性氧化物的是()SiO24HF=SiF42H2O SiO2CaOCaSiO3SiO22NaOH=Na2SiO3H2O SiO22CSi2COA
5、 B C D4下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素；水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品；高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维；陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A B C D【考点巩固】1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()ACaCO3 BSiO2 CSi DNa2CO32下列离子方程式书写不正确的是()A大理石与盐酸反应：CaCO3 2H=Ca2 H2O CO2B水玻璃中加入硫酸：Na2SiO3 2H=H2SiO3 2NaC二氧化硅与苛性钠反应：SiO22OH =SiO H2OD将二氧化碳通入过量的澄清石灰水中：CO2Ca2 2OH=C
6、aCO3 H2O3在下列所示的转化关系中：X 氧化物氧化物，X可能是()AAl BSi CMg DC4和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是()NaNa2SiO3溶液Na2O2固体烧碱溶液石灰水Fe(OH)2A B C D5下列变化不能一步实现的是()ANa2SiO3H2SiO3 BH2SiO3SiO2CSiO2H2SiO3 DSiO2Na2SiO36下列各实验操作中，能证明生石灰中可能既混有石英，又混有石灰石的是()A加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出B加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解C加热至高温，观察是否有气泡冒出、有硅酸钙生成D先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有
7、不溶物则滤出，投入到NaOH溶液中看其是否溶解7在SiO23CSiC2CO反应中，氧化剂和还原剂的质量比为()A3630 B6036C21 D128要除去下表中各粉末状混合物中的杂质（括号内为杂质），填写所用试剂和操作：样品所加试剂主要操作化学方程式SiO2(CaCO3)CaCO3(SiO2)Fe(Si)SiO2(H2SiO3)9根据如图所示变化关系（1）写出A、B、C、D各物质的化学式：A _ _ B _ _ C _ _ D _ （2）写出DA的化学方程式：_（3）写出下列变化的离子方程式： BC：_DB：_第二课时【考纲要求】1能指出硅酸的性质和制备。2掌握硅酸盐的性质。【自主学习】1硅酸
8、（1）物质类别：_ （2）制备：_（3）在水中溶解度_，易聚合形成_思考：什么是硅胶？硅胶有哪些用途？（4）不稳定性，受热分解:_2硅酸盐（1）概念：硅酸盐是由_、_和_组成的化合物的总称。（2）性质：硅酸盐是一类结构复杂的固态，大多_溶于水，化学性质_。（3）最简单的硅酸盐是_。 溶解性：_溶于水，水溶液俗称_，呈_性。 用途：制备_和木材_等的原料。（4）硅酸盐组成的表示：通常用_的形式表示。如硅酸钠（Na2SiO3）：_钾长石（K2Al2Si6O16）：_蛇纹石（Mg3H4Si2O9）：_高岭石（Al2H4Si2O9）：_（5）常见的硅酸盐产品硅酸盐产品原料成份玻璃纯碱、石灰石、石英Na
9、2SiO3、CaSiO3、SiO2水泥石灰石、黏土陶瓷黏土（6）其他含硅物质性质用途SiC俗称_，具有_结构，硬度_。含4%硅的硅钢有很高的_性硅橡胶具有很好的_性和_性人工制造的分子筛具有_结构，表面积大，具有吸附性四、硅单质1硅单质的分类：分为_和_两种。2晶体硅的结构：类似于金刚石，具有_结构。3晶体硅物理性质：_色，有_光泽的_体，熔点_，硬度_，有_，常温下化学性质不活泼，是良好的_材料。 4.粗硅的制取和提纯5硅的用途 【考点突破】 例1能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（ ）ACO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 BCO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C高温下SiO2与碳
10、酸盐反应生成CO2D氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀答案：B 例2.有10 g不纯CaCO3样品与足量盐酸作用后生成4.4 g CO2，且溶液中残留难溶物质。则对于此样品中是否存在MgCO3 K2CO3 SiO2杂质的判断正确的是( )A.肯定含，不含 B.肯定含，可能含 C.肯定含，不含 D.肯定含，可能含答案：B反馈训练1从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：SiO22CSi(粗)2CO Si(粗)2Cl2SiCl4SiCl42H2Si(纯)4HCl关于上述反应的分析不正确的是()A、是置换反应，是化合反应B高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C任一反应中
11、，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子D高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅2产自青海的昆仑玉是制工艺品的原料，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为()ACaOMgOSiO2H2OB2CaO5MgO8SiO2H2OC2CaOMgOSiO22H2OD5CaO2MgO8SiO2H2O3(双选题)下列反应的离子方程式中，正确的是()A二氧化硅跟氢氟酸反应：SiO24H=Si42H2OB二氧化硅跟氢氧化钾溶液反应：SiO22OH=SiOH2OC硅酸钠溶液中滴入盐酸：SiO2H=H2SiO3D碳酸钡中滴加稀硝酸：C
12、O2H=H2OCO24下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是()A这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质5随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了防止食品受潮及氧化变质，在包装内放置的起保护作用的小纸袋中应放入的化学物质是( )。A无水硫酸铜、蔗糖 B硅胶、硫酸亚铁 C食盐、硫酸亚铁 D生石灰、食盐6下列物质中主要成分不是二氧化硅的是（ ）A硅胶 B水晶 C玛瑙 D硅石7把7.4g Na2CO310H2O和NaHCO3 组成的混合物溶于水，配成100
13、mL溶液，其中c（Na+）=0.6mol/L ，若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量是（ ）A5.28g B4.22g C3.18g D2.12g8(双选)下列离子方程式，正确的是 （ ）A澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH- +CO2 =CaCO3+H2OB碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32- +SiO2=SiO32- +CO2C二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH- = SiO32-+H2OD硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3 +2OH- = SiO32-+2H2O9(双选)构成地壳基本骨架的非金属元素的是 （ ）AAl BO C Si DC10二氧化硅属于酸性氧
14、化物，理由是 （ ） ASi是非金属元素 BSiO2对应的水化物是可溶性弱酸CSiO2与强碱反应生成盐和水 DSiO2不能与酸反应 12(双选)下列物质中，能够与NaOH溶液反应的是 （ ）A碳酸钠 B硅酸钠 C二氧化硅 D氢氧化铝13下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是 （ ）ACO2H2CO3 BSiO2Na2SiO3 CNa2O2Na2CO3 DSiO2H2SiO314、下列不属于传统硅酸盐产品的是（ ）A玻璃 B水泥 C光导纤维 D陶瓷15(双选)下列说法正确的是（）ASiO2溶于水显酸性 BCO2通入水玻璃可得硅酸CSiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸DSiO2晶体中不存在单
15、个SiO2分子16石墨炸弹爆炸时，能在方圆几百米范围内撒下大量的石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨（）A有剧毒B易燃、易爆C能导电D有放射性17下列离子在水溶液中能大量共存的是（ ）AH+、K+、HCO3-、Ca2+ BOH-、Na+、Mg2+、HCO3-CNa+、H+、Cl-、NO3- DNa+、SiO32-、H+、Cl-【考点巩固】1可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是 （ ）A二氧化硅 B粗硅 C高纯硅 D硅酸盐2(双选)制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯硅常用以下反应实现Si(s)3HCl() SiHCl3()H2() SiHCl3H2 Si3HCl对上
16、述两个反应的下列叙述中，错误的是( )A.两个反应都是置换反应 B.反应不是置换反应 C由于反应放热，则反应一定吸热 D.两个反应都是氧化还原反应3下列不是水玻璃用途的是（ ）A制玻璃 B木材防火剂 C纸板黏胶剂D制硅胶4(双选)下面有关硅的叙述中，正确的是( )A. 光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的B.硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位C.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在D.硅在电子工业中，是最重要的半导体材料5下列说法中，错误的是( )A硅酸是不挥发性酸，它与食盐反应生成氯化氢B氢氟酸能和玻璃发生化学反应，所以氢氟酸要存放在塑料瓶中C水玻
17、璃有粘性，所以要存放在带橡胶塞的试剂瓶中D烧碱液能腐蚀玻璃并生成硅酸钠，所以烧碱液要存放在带橡胶塞的玻璃瓶中6某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O（水蒸气）、H2中的一种或几种，依次进行如下处理（假设每次处理均反应完全）：通过碱石灰，气体体积变小；通过赤热的氧化铜时，固体变为红色；通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；通过澄清石灰水时，溶液变得浑浊。由此可以确定混合气体中（ ）A一定有CO2、H2O ，可能有H2、COB一定有H2O 、CO ， H2、CO2至少有一种C一定有CO、CO2 ，可能有H2O、H2D一定有CO、H2 ，CO2、H2O 至少有一种7现有硅酸钠、石灰石、二氧化硅三种
18、白色粉末，只用一种试剂就可以将它们鉴别开，该试剂是（ ） A纯水 B盐酸 C硝酸银溶液 D碳酸钠溶液8. 氮化硅(氮显3价，硅显4价)是一种高温结构陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 时反应获得。(1)氮元素的原子结构示意图为_，氮化硅的化学式：_。(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除HF外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被HF腐蚀的化学方程式：_。(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为：_。第一节 无机非金属材料的主角硅第一课时 反馈训练：1.C 2.B 3.B 4.C【考点巩固】1
19、.B 2.B 3.D 4.B 5.C 6.D 7.D 8.样品所加试剂主要操作化学方程式SiO2(CaCO3)盐酸过滤CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2CaCO3(SiO2)NaOH溶液过滤2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2OFe(Si)NaOH溶液过滤2NaOH+H2O+SiO2=Na2SiO3+2H2SiO2(H2SiO3)/加热灼烧H2SiO3=SiO2+H2O9(1)A:Si（Al）B: Na2SiO3 (NaAlO2) C: H2SiO3 (Al(OH)3) D: SiO2 (Al2O3)(2) SiO2+2C Si+2CO(3) SiO32-+2H+= H2SiO3 SiO2+2OH-= SiO32-+H2O第二课时反馈训练：1.D 2.B 3.BC 4.D 5.B 6.A 7.C 8.CD 9.BC 10.C 11.C 12.CD 13.D 14.C 15.BD 16.C 【考点巩固】1.C 2.BC 3.A 4.AD 5.A 6.D 7.B8.(1)Si3N4 (2)Si3N412HF=3SiF44 NH3 (3)3SiCl42N26H2Si3N412HCl