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知识梳理在地壳里，硅的含量在所有元素中居第次于氧全部以 态存在。硅元素位于元素周期表中的第周期，族：其原子结构示意图：。一、二氧化硅及硅酸1、二氧化硅(1)物理性质:二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅，SiO2不溶于水，熔点、硬度。水晶、石英是二氧化硅晶体。(2)结构:二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的，晶体中硅原子和氧原于的个数比为，Si02晶体的平面结构图：(3)二氧化硅出化学性质酸性氧化物的性质:Si02是酸性氧化物，是 的酸酑，于水。常温下Si02与NaOH溶液反应得到硅酸钠(Na2SiO3)，反应的
2、化学方程式为：。 高温下Si02能和碱性氧化物(如CaO)反应生成硅酸盐，反应的化学方程式为：。常温下，SiO2能与氢氟酸(HF)反应，此反应常用于刻蚀玻璃，反应的化学方程式为：。二氧化硅的弱氧化性:Si02高温下与C作用可制取粗硅，反应的化学方程式为：。(4)二氧化硅的用途 :Si02是制造光导纤维的主要原料。Si02常被用来制造石英表中的压电材料(3)Si02用于制造各种玻璃制品。思考:(1)实验室为什么不用带玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液?应用什么样的塞子?(2)Si02不溶于水，如何由Si02制取H2SiO3?2、硅酸(1)硅酸(H2Si03)硅酸不溶于水，其酸性比碳酸的酸性。(2)硅
3、酸钠(Na2Si03): Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，常用作黏合剂。往Na2SiO3溶液中通人CO2，能制得硅酸，反应的化学方程式：。二、硅酸盐1、硅酸盐制品性质稳定、熔点较高，大都难溶于水，(1)硅酸盐的组成比较复杂，常用氧化物的形式表示。表示顺序为：活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水。例如：硅酸钠(Na2Si03)改写为氧化物形式为：；钠长石： (NaAlSi308)改写为氧化物形式为。(2)玻璃生产原料：。生产设备：。生产过程：把原料粉碎并按适当比例混合后，放人玻璃熔炉中加热、熔化，冷却后得到普通玻璃。主要的化学反应有：。 主要成分：普通玻璃是Na2Si03、CaSi0
4、3和SiO2在一起的混合物。 (3)水泥：水泥是重要的建筑材料，其主要成分是，水泥具有性。 (4)陶瓷：陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料，高温结构陶瓷，如氮化硅(Si3N4)陶瓷，碳化硅(SiC)陶瓷等。生物陶瓷：如氧化铝陶瓷(A1203)，氧化锆陶瓷(Zr02) 等；三、硅单质1、硅的物理性质单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是色、有光泽、脆而硬的固体，是良好的材料。2硅的化学性质(1)常温下硅的化学性质稳定，但能和氟(HF)、强碱(NaOH)发生反应。硅和氟气反应生成四氟化硅气体，化学方程式为：。硅和氢氟酸反应生成四氟化硅，放出学方程式为：。 硅与NaOH溶液作用生成硅酸钠，反应的化学
5、方程式为：。(2)在加热条件下，硅能和某些非金属单质发生反应。硅与氧气在加热时反应生成二氧化硅程式为：。 硅和C12在加热条件下反应生成四氯的化学方程式为：。3硅的制取：自然界中没有游离态的硅，常见的化合态的硅有和等。工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。反应的化学方程式：。在该反应中，氧化荆是，还原剂。4硅主要的用途：硅可以用来制造、等。四、小结：比较SiO2、CO2在物理化学性质上异同。二氧化碳二氧化硅状态溶解性与NaOH反应与酸反应(HF)CO2通入水玻璃SiO2与Na2CO3高温下反应疑难点拨一、 硅及其化合物的有哪些特性？1.Si的还原性大于C，但C却能在高温下还
6、原出Si：SiO2+2C=Si+2CO2.非金属与碱反应一般无氢气放出，但Si可以：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H23.非金属单质一般不与无氧酸反应 ，但Si可以与HF作用：Si+4HF=SiF4+2H24.非金属单质一般为非导体，但Si可以作为半导体。5.SiO2是硅酸的酸酐，但不溶于水，不能直接与水作用生成硅酸。6.非金属的氧化物的熔点一般较低，但二氧化硅的熔点很高，原因是它为原子晶体。7.酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2可以与HF酸作用： SiO2+4HF=SiF4+2H2O8.硅酸不溶于水。三、玻璃瓶塞会跟NaOH等碱性溶液反应，为什么NaOH溶液还能用玻璃瓶盛装？
7、四、二氧化硅与碳酸钠和碳酸钙反应的原因？二、怎样用氧化物来表示硅酸盐？氧化物的顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水，氧化物前系数的确定：除氧元素外，其他的元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。注意事项：氧化物之间用“”隔开；系数配置出现分数应化为整数。如：正长石KAlSi3O8要写成K2OAl2O36SiO2形式。典例剖析【例1】向下列物质的浓溶液中缓慢地通入过量CO2气体，整个过程中无明显现象的是 A水玻璃 B苯酚钠 C漂白粉 D饱和碳酸钠 E氯化钙【例2】将足量CO2通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（y）的关系正确的是A B C
8、 D【例3】Fe3O4若看作“混合氧化物”时可写成FeOFe2O3，若看作一种盐时又可写成Fe(FeO2)2根据化合价规则和这种书写方法，Pb3O4可以分别写成_和_。【例4】草酸晶体与浓硫酸共热可制得CO，其化学方程式如下：H2C2O4 CO+CO2+H2O，现利用该反应制取CO气体，要求：a验证CO还原性及其氧化产物。b剩余气体CO不能排入大气中，并回答有关问题：（1）试从图中选用几种装置（有些可重复使用）连接成一套实验装置，所选用的装置及连接顺序为 。（2）用简洁的文字说明所选的装置，如何达到上述两要求：a ；b 。（3）在装置C中的化学反应方程式为 。（4）本实验有四个酒精灯A、B、C、H，正确操作时点燃酒精灯的顺序是 ；试简单说明理由； 。熄灭酒精灯的顺序是 ；试简单说明理由： 。（5）用有效气体还原0.40g将生成的气体通入过量澄清石灰水中，生成0.75g白色沉淀，则 中 值是 ， 值是 。
