资源简介

年 级
高一
学 科
化学
版 本
人教实验版
内容标题
无机非金属材料的主角—硅
编稿老师
【本讲教育信息】
一. 本周教学内容
无机非金属材料的主角—硅
二. 重点、难点
1. 重点是二氧化硅的用途、性质
2. 难点是二氧化硅的晶体结构、硅酸盐的多样性
三. 具体内容
（一）硅元素的存在
1. 含量
2. 存在形态
（二）二氧化硅（利用和碳的氧化物对比的方式学习）
1. 存在
2. 分类
3. 结构导致的性质
4. 物理性质
5. 对比二氧化硅和二氧化碳的化学性质
6. 用途
（三）硅酸
1. 物理性质
2. 制备方法
3. 化学性质
4. 用途
（四）硅酸盐
1. 存在
2. 硅酸盐组成的表示方法
3. 硅酸钠的性质：防火性
4. 硅酸盐的丰富性和多样性
5. 无机非金属材料
（五）硅单质
1. 硅单质的分类
2. 物理性质
3. 化学性质
4. 制法
5. 广泛用途
【典型例题】
[例1] 下列说法正确的是（ ）
A. 二氧化硅溶于水显酸性
B. 二氧化碳通入水玻璃可制硅酸
C. 已知高温时有CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
D. 因为二氧化硅属于酸性氧化物，所以它不溶于任何酸
答案：B
解析：考查二氧化硅的物理性质、化学性质和酸性强弱的判断方法。
[例2] 普通玻璃中Na2O、CaO、SiO2三者的物质的量之比为1:1:6，则玻璃中Na2SiO3、CaSiO3、SiO2物质的量之比为
答案：1:1:4
解析：利用将盐的化学式拆分的方法来解题。
[例3] 一固体单质A加入NaOH溶液生成单质气体B和化合物甲，气体B和单质C在一定条件下反应生成化合物乙，化合物甲加入过量盐酸生成白色胶状物质丙，丙彻底脱去化合物乙生成难溶物丁，丁加入NaOH又可生成化合物甲。写出上述物质的化学名称：
A B C 甲 乙 丙 丁
答案：硅；氢气；氧气；硅酸钠；水；硅酸；二氧化硅。
解析：学习从推断问题中找出突破口。
[例4] 下列括号内是除去杂质的试剂，错误的是（ ）
A. H2中混有CO2（NaOH溶液）
B. CaCO3中混有SiO2（氢氟酸）
C. SiO2中混有Fe2O3（盐酸）
D. Fe2O3混有SiO2（NaOH溶液）
答案：B
解析：注意除杂的原则：不影响主要物质。

[例5] A、B、C三种不溶于水的透明固体。A在氧气中燃烧时可生成一种无色、无臭的气体D，且D的密度为同温、同压下氢气密度的22倍；B与苛性钠溶液反应可生成盐E，E的水溶液中通入D的气体，可析出白色胶状沉淀，此沉淀溶于苛性钠溶液也得到盐E；C是B与石灰石、纯碱按一定比率熔合成的、无固定熔点的物质。推断：A到E。
答案：金刚石；水晶；玻璃；二氧化碳；硅酸钠
解析：注意题中的一些隐含条件。
[例6] 有一粗铝，含铁和硅两种杂质。取等量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗铝中铁和硅的关系正确的是（ ）
A. 物质的量之比为1:1 B. 物质的量之比为2:1
C. 质量之比为4:1 D. 质量之比为2:1
答案：BC
解析：要考虑铝在两种溶液中都反应产生氢气，并质量相等的特点。
[例7] 由石英制取硅胶，经历以下三步，试写出每步反应的化学方程式（是离子反应的，写出离子方程式）。
（1）用氢氧化钠溶液溶解石英；
（2）过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生；
（3）微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，使固体完全分解。
答案：2OH－+SiO2=SiO32－+H2O；SiO32－+2H+=H2SiO3↓；H2SiO3H2O↑+SiO2
解析：掌握有关硅元素的反应和了解知识。
[例8] 已知单质硅与强碱溶液反应，生成硅酸盐并放出氧气，今有一种不含其他杂质的硅铁合金，取部分粉碎后分为质量相等的两份，一份加入足量的NaOH溶液，另一份加入足量的盐酸，充分反应后，前者放出气体的体积是后者的1/6倍（同温、同压下测定的），则此硅铁合金中硅的质量分数是（ ）
A. 8% B. 6% C. 4% D. 2%
答案：C
解析：考虑与酸和碱分别发生反应的物质及反应的物质的量的关系。
【模拟试题】
1. 工业上用碳还原SiO2制取单质硅会发生如下副反应：SiO2+3C= SiC+2CO 该反应中氧化剂与还原剂的质量比为（ ）
A. 36:60 B. 60:36 C. 1:2 D. 1:3
2. 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物质是（ ）
A. Na2CO3溶液　　　B. 浓硫酸 　　　C. NaOH溶液　　　D. 碳
3. 烧融烧碱应选用的器皿是（ ）
A. 石英坩埚 B. 普通玻璃坩埚 C. 生铁坩埚 D. 陶瓷坩埚
4. 下列变化中不能一步实现的是（ ）
A. Na2SiO3→H2SiO3 B. H2SiO3→SiO2 C. SiO2→H2SiO3 D. SiO2→Na2SiO3
5. 下列溶液通入过量的CO2后无沉淀的有（ ）
A. CaCl2　　B. NaAlO2 C. Na2SiO3　 D. 饱和Na2CO3溶液
6. 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。
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 。
7. 下列关于硅的说法，不正确的是（ ）
A. 硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色、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起反应
D. 当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应
8. 下列溶液中，能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是（ ）
A. 浓硫酸 B. 水玻璃 C. 氢氟酸 D. 苛性钾溶液
9. 有种矿石，经测定镁、硅、氧的质量比为12:7:16。（1）用盐的组成表示其化学式__；（2）用氧化物的组成表示其化学式___。
10. 某种胶体在电泳时，它的粒子向阴极（与电源负极相连的电极）移动。在该胶体中分别加入下列物质：① 蔗糖溶液；② 硫酸镁溶液；③ 硅酸胶体；④ 氢氧化铁胶体，不会发生聚沉的是（ ）
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④
11. 下列物质中，主要成分都是硅酸盐的是（ ）
A. 花岗岩和大理石 B. 高岭石和金刚石
C. 陶瓷和瓷器 D. 钴玻璃和石英玻璃
12. 某硅酸盐样品含锌58.6%，其化学组成用氧化物形式可表示为nZnO?SiO2，则n值等于（ ）
A. 2 B. 3 C. 1 D. 1/2

【试题答案】
1. C 2. CD 3. C 4. C 5. AD
6. ；+4；SiO2；SiO2+2 CSi+2CO↑；CaSiO3；Na2SiO3。
7. C 8. A 9. Mg2SiO4；2MgO?SiO2 10. B 11. C 12. A

【试题解析】
1. 该反应中碳既作氧化剂，又作还原剂。
2. 因为二氧化硅只能和氢氟酸反应，所以排除B，而碳酸的酸性强于硅酸，所以排除A。
3. 其他三个选项中的成分中都有二氧化硅，与烧碱反应。
4. 二氧化硅不溶于水，不能直接与水反应生成硅酸。
5. A中氯化钙不与二氧化碳反应，因为盐酸的酸性强于碳酸，不能用弱酸制强酸；D中碳酸钠与二氧化碳和水生成碳酸氢钠可溶；B中偏铝酸钠与弱酸是制氢氧化铝的方法；C生成硅酸胶体。
6. 从硅元素在地壳中含量占第二位入手来推断，结合硅元素的各种物质的性质。
7. 硅在常温下与氢氟酸反应。
8. 选择与二氧化硅不反应的，水玻璃会使塞子和瓶子粘在一起。
9. 用元素的质量除以摩尔质量即为化学式的角标数之比。
10. 该胶体的胶粒带正电荷，所以遇相反电荷的硅酸胶体和电解质溶液硫酸镁溶液都会聚沉。
11. A中主要是碳酸钙；B中金刚石是碳；D中石英玻璃主要是二氧化硅。
12. 利用元素质量分数列式。

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