1、第二課時硅酸鹽和硅單質課標要求1了解硅酸鹽的性質及組成的表示方法。2了解硅的性質和用途。3了解幾種重要無機非金屬材料的生產及用途。1硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，常用于制備黏合劑、防腐劑和耐火材料。2傳統的無機非金屬材料有水泥、玻璃和陶瓷。3硅以化合態存在于自然界中，常用作半導體材料和合金材料。4熟記三個化學方程式(1)Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(2)Si4HF=SiF42H2。(3)SiO22CSi2CO。1概念由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。2組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。例如：硅酸鈉(Na2SiO3)：Na2O·SiO2。長石(KAl

2、Si3O8)：K2O·Al2O3·6SiO2。3最簡單的硅酸鹽Na2SiO34三種常見的硅酸鹽產品硅酸鹽產品原料主要設備主要成分水泥石灰石、黏土水泥回轉窯硅酸二鈣2CaO·SiO2硅酸三鈣3CaO·SiO2鋁酸三鈣3CaO·Al2O3玻璃純堿、石灰石、石英玻璃窯Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土Al2O3·2SiO2·2H2O5其他含硅物質(1)碳化硅：化學式為SiC，俗稱金剛砂，具有金剛石結構特點，硬度很大，可用作砂紙、砂輪的磨料。(2)含硅4%的硅鋼：具有很高的導磁性，可作變壓器鐵芯。(3)硅橡膠：

3、既耐高溫又耐低溫的一種有良好彈性的橡膠。(4)人工制造分子篩：有均勻微孔結構，主要用作吸附劑和催化劑載體。1Na2SiO3為什么必須密封保存？提示：Na2SiO3會吸收空氣中的CO2和水蒸氣而變質，反應的化學方程式為Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3。2硅酸鹽可寫成二氧化硅和金屬氧化物的形式，是否可理解成硅酸鹽是二氧化硅和金屬氧化物的混合物？提示：否。硅酸鹽結構復雜，通常用SiO2和金屬氧化物的組合形式來表示其組成，但不是它們的混合物。1硅酸鹽氧化物形式的改寫例如：鈉長石(NaAlSi3O8)不能寫成Na2O·Al2O3·3SiO2，應寫成Na2O

4、3;Al2O3·6SiO2。2新型陶瓷的性能及用途品種主要性能主要用途高溫結構陶瓷耐高溫；耐氧化；耐磨蝕耐高溫材料，洲際導彈的端頭，火箭發動機的尾管及燃燒室，汽車發動機，噴氣發動機壓電陶瓷能實現機械能與電能的相互轉化電波濾波器、通話器、聲納探傷器、點火器透明陶瓷優異的光學性能；耐高溫；絕緣性好制高壓鈉燈的燈管，防彈“玻璃”超導陶瓷超導性超導材料1下列有關硅酸鹽的說法中正確的是()A硅酸鹽中的陰離子都是SiOB硅酸鹽都難溶于水C通常用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，說明硅酸鹽就是由各種氧化物組成的DNa2SiO3是一種最簡單的硅酸鹽，其水溶液可用作黏合劑解析：選D硅酸鹽是由硅、氧和金屬組

5、成的化合物的總稱，它包含結構簡單的硅酸鹽(如Na2SiO3)，也包含結構復雜的硅酸鹽，A項錯誤；簡單的硅酸鹽中有少數溶于水，如Na2SiO3、K2SiO3等，B項錯誤；對于硅酸鹽，氧化物的形式僅僅是一種表達方式，并不是說它就是由氧化物組成的，C項錯誤。2青花瓷中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”、“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個謎，近年來科學家才得知大多為硅酸鹽，如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為2價)，下列關于硅酸銅鋇的說法不正確的是()A可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B性質穩定，不易脫色C易溶解于強

6、酸和強堿Dx等于6解析：選C“硅酸銅鋇”能穩定存在說明其性質穩定，不易脫色，不易與酸、堿反應。“硅酸銅鋇”中Ba為2價，Cu為2價，Si為4價，則x6，用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2，A、B、D均正確。1形態和結構2性質(1)物理性質色、態光澤熔點硬度質地導電性灰黑色固體金屬光澤高大脆半導體(2)化學性質：常溫下化學性質穩定，除氫氟酸和強堿外，不與其他物質發生反應。Si與氫氟酸、NaOH溶液發生反應的化學方程式分別為Si4HF=SiF42H2、Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。3重要用途(1)半導體材料，如硅芯片等。(2)新型能源，如光電池等。特別提

7、醒硅是既能與酸(HF)反應，又能與堿反應產生H2的非金屬單質，但硅不與鹽酸、硫酸反應。1用焦炭在電爐中隔絕空氣還原SiO2制取粗硅時，為什么生成CO而不是CO2?提示：制取粗硅時，工業生產中使用過量焦炭，發生反應：CCO22CO，故產物是CO而不是CO2。2在焦炭與SiO2制取粗硅的反應中，哪種物質是還原劑？還原產物是什么？提示：焦炭；硅。1硅的制備硅單質是由其氧化物制得的，主要分為兩個階段：(1)粗硅的制備：2CSiO2Si(粗硅)2CO(2)純硅的制備：Si(粗硅)2Cl2SiCl4、SiCl42H2Si(純硅)4HCl。2硅及其化合物的“反常”(1)非金屬的單質跟堿反應一般無H2放出，但

8、Si能跟強堿溶液反應放出H2。(2)非金屬單質一般不跟非氧化性酸反應，但Si能跟氫氟酸反應：Si4HF=SiF42H2。(3)非金屬氧化物的晶體中一般有分子，但SiO2晶體只含有O、Si原子。(4)酸性氧化物一般不與酸反應，但SiO2能與氫氟酸反應生成SiF4氣體。(5)無機酸一般易溶于水，但H2SiO3卻難溶于水。(6)硅酸鈉水溶液稱泡花堿或水玻璃，但卻是鹽溶液。3硅及其化合物的轉化發生反應的化學方程式：SiO2SiO2；SiO22NaOH=Na2SiO3H2O；CO2H2ONa2SiO3=Na2CO3H2SiO3；H2SiO3SiO2H2O；SiO22CSi2CO。1在室溫下，下列物質不與

9、晶體硅反應的是()AF2B氫氟酸CKOH溶液 DCl2解析：選DSi的性質不活潑，常溫下除與F2、氫氟酸和強堿溶液反應外，不與其他物質反應，加熱時可與O2、Cl2等反應。2制備硅單質時，主要化學反應如下：SiO2(石英砂)2C(焦炭) Si(粗硅)2CO；Si(粗硅)2Cl2SiCl4；SiCl42H2Si(純硅)4HCl。下列對上述三個反應的敘述中，不正確的是()A為置換反應B均為氧化還原反應C為化合反應D三個反應的反應物中硅元素均被還原解析：選D反應中硅元素的化合價升高，被氧化，D項錯誤。三級訓練·節節過關1下列關于水玻璃的性質和用途的敘述中不正確的是()A是一種礦物膠，既不燃燒

10、也不受腐蝕B在建筑工業上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料C木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D水玻璃的化學性質穩定，在空氣中不易變質解析：選DNa2SiO3的水溶液稱為水玻璃，是一種礦物膠，通常用作耐火材料。在空氣中發生反應：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3(膠體)Na2CO3，故D項不正確。2下列有關硅的敘述中，正確的是()A硅只有在高溫下才能跟氫氣起化合反應，單質硅有多種不同的結構B硅是構成礦物和巖石的主要元素，硅在地殼中的含量在所有的元素中居第一位C硅的化學性質不活潑，在常溫下只與Cl2、F2、HF、強堿反應D硅在電子工業中，是最重要的半導體材料，也是制造光導纖維的原料解析：

11、選AA項正確，硅的化學性質穩定，常溫下不易與氫氣、氧氣、氯氣等反應；B項不正確，氧元素在地殼中的含量居第一位；C項不正確，硅的化學性質不活潑，但可與F2、氫氟酸和強堿等反應，不與Cl2、O2反應；D項不正確，通常用天然的石英作為光導纖維的原料。3昆侖玉的成分可簡單看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，則其用二氧化硅和金屬氧化物的形式可表示為()ACaO·MgO·SiO2·H2OB2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC2CaO·MgO·SiO2·2H2OD5CaO·2MgO·8Si

12、O2·H2O解析：選B根據昆侖玉的化學式，將Ca、Mg、Si、H分別寫成氧化物的形式，按較活潑金屬氧化物較不活潑金屬氧化物SiO2H2O的順序排列，再調整各氧化物前的計量數并使其與昆侖玉化學式中一致，可得昆侖玉氧化物表示形式為2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。4世界著名的科技史專家、英國劍橋大學的李約瑟博士考證說：“中國至少在距今3 000年以前，就已經使用玻璃了。”下列有關普通玻璃的說法不正確的是()A制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B玻璃在加熱熔化時有固定的熔點C普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻

13、璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起解析：選B普通玻璃以純堿、石灰石和石英為原料，經混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得，A正確。玻璃是混合物，沒有固定的熔點，B錯誤。普通玻璃的大致組成為Na2O·CaO·6SiO2，C正確。二氧化硅易與堿液反應生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很強的黏合性，因此盛NaOH等強堿溶液的試劑瓶不得用玻璃塞。5黏土是很多硅酸鹽產品的原料之一，創造歷史、享譽全球的景德鎮陶瓷就是利用了當地的優質黏土資源。請回答下列問題：(1)黏土的主要成分的化學式為Al2Si2Ox(OH)4，其中x的值是_，黏土的主要成分若以氧化物形式

14、表示，應寫為_。(2)在黏土資源豐富的地區還可以興建水泥廠、玻璃廠、硫酸廠等，這些工廠中屬于硅酸鹽工業的有_，玻璃廠生產雕花玻璃過程所依據的化學原理是_(用化學方程式表示)。解析：(1)根據化合物中各元素的正、負化合價代數和為零可得3×24×2(2)×x(1)×40，x5；黏土的主要成分以氧化物形式可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O。(2)傳統硅酸鹽產品有水泥、玻璃和陶瓷，故水泥廠、玻璃廠屬于硅酸鹽工業；生產雕花玻璃是利用氫氟酸對玻璃的腐蝕性，即：SiO24HF=SiF42H2O。答案：(1)5Al2O3·2SiO2&

15、#183;2H2O(2)水泥廠、玻璃廠SiO24HF=SiF42H2O1下列物質不屬于硅酸鹽的是()A黏土B石英CAl2Si2O5(OH)4 DMg2SiO4解析：選B硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱，黏土、Al2Si2O5(OH)4、Mg2SiO4均是硅酸鹽，石英是二氧化硅，屬于酸性氧化物。2水玻璃是建筑行業常用的黏合劑，并可用于木材防火和防腐處理。水玻璃為()ACaSiO3固體 BSiO2CNa2SiO3水溶液 DH2SiO3解析：選C水玻璃是硅酸鈉的水溶液。3硅酸銅鋇是當今用最新科學技術合成的一種物質，然而，科學家驚奇地發現，我國秦朝兵馬俑用的一種顏料竟也是硅酸銅鋇。依據以上

16、事實推測下列關于硅酸銅鋇的說法錯誤的是()A硅酸銅鋇屬于硅酸鹽 B硅酸銅鋇難溶于水C硅酸銅鋇難被氧化 D硅酸銅鋇易溶于水解析：選D根據名稱判斷，硅酸銅鋇為硅酸鹽，符合硅酸鹽的通性，不溶于水，穩定不易被氧化，故D錯。4下列說法錯誤的是()A硅是制造太陽能電池的常用材料B二氧化硅是制造光導纖維的材料C常溫下硅性質活潑，可以與氯氣、強酸、強堿溶液等起反應D水玻璃可用作木材防火劑解析：選C硅單質性質穩定，常溫下與Cl2、強酸等物質不反應，C項錯誤。5下列離子方程式書寫正確的是()A二氧化硅跟氫氟酸反應：SiO24H=Si42H2OB碳酸鋇溶于稀硝酸：CO2H=CO2H2OC硅跟氫氧化鉀溶液反應：Si2

17、OH2H2O=SiO3H2D把水玻璃滴入鹽酸中：SiO2H=H2SiO3解析：選DA項氫氟酸為弱酸，應寫成化學式HF，生成的產物SiF4是揮發性物質，也應寫成化學式；B項BaCO3是難溶物質，應寫成化學式；C項未配平，正確的離子方程式為Si2OHH2O=SiO2H2。6有一粗硅，含鐵和硅兩種成分，取等質量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中，放出等量的氫氣，則該粗硅中鐵和硅的關系正確的是()物質的量之比為11物質的量之比為21質量之比為41質量之比為21A BC D解析：選B粗硅與稀鹽酸反應是鐵與稀鹽酸反應：Fe2HCl=FeCl2H2；粗硅與稀氫氧化鈉溶液反應是硅與稀氫氧化鈉溶

18、液反應：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2，因放出等量氫氣，則鐵與硅的物質的量之比為21，質量之比為41。7在水玻璃中通入少量CO2氣體，充分反應后加熱蒸干，再高溫充分灼燒，冷卻后所得的固體物質為()ANa2SiO3BNa2SiO3與Na2CO3CSiO2與Na2CO3DSiO2、Na2SiO3及Na2CO3解析：選A通入少量CO2氣體時，發生的反應為Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3，加熱后H2SiO3分解為SiO2和H2O，再高溫灼燒，SiO2與Na2CO3反應生成Na2SiO3和CO2。8下列關于硅單質及其化合物的說法正確的是()硅是構成一些巖石和礦物的基本元素

19、水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料A BC D解析：選C許多巖石和礦物中含有硅元素，正確；水晶的主要成分是二氧化硅，所以水晶不是硅酸鹽制品，錯誤；光導纖維是由高純度的二氧化硅制成的，錯誤；陶瓷屬于硅酸鹽制品，正確。9.根據如圖所示A、B、D、E的變化關系，回答下列問題：(1)寫出A、D的名稱：A._，D._。(2)寫出BA的化學方程式：_。(3)寫出下列反應的離子方程式：AE：_；BE：_。解析：由圖示分析：A與O2反應生成B，而B與碳在高溫下反應生成A，可推知A是單質，B是氧化物。而A、B均能與NaOH溶液反應，應確認A是硅，B

20、是二氧化硅，則E是硅酸鈉，D是硅酸。答案：(1)硅硅酸(2)SiO22CSi2CO(3)Si2OHH2O=SiO2H2SiO22OH=SiOH2O10含A元素的一種單質是一種重要的半導體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現代通訊材料光導纖維，C與燒堿反應生成含A元素的化合物D。(1)易與C發生化學反應的酸是_，反應的化學方程式是_。(2)將C與純堿混合高溫熔融時也發生化學反應生成D，同時還生成B的最高價氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發生化學反應生成含A的化合物F。寫出生成D和F的化學反應方程式：_。(3)100 g C與石灰石的混合物充分反應后，生成的氣體在標

21、準狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質量分數是_。解析：(1)C為SiO2，能與SiO2反應的酸只有氫氟酸。(2)SiO2與Na2CO3高溫下反應生成Na2SiO3和CO2，生成的Na2SiO3溶于水又和生成的CO2完全反應產生Na2CO3和H2SiO3。(3)若SiO2恰好(或過量)與CaCO3反應的方程式只有一個，即CaCO3SiO2CaSiO3CO2。若CaCO3過量，除發生上述反應外，還會發生反應：CaCO3CaOCO2。總之，CaCO3的多少決定了CO2的產量，可通過以下關系式列式求解：CaCO3CO2 100 g22.4 Lm(CaCO3)11.2 Lm(CaC

22、O3)50 g。混合物中CaCO3的質量分數：×100%50%。答案：(1)氫氟酸(HF)SiO24HF=SiF42H2O(2)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3(3)50%1下列物質中，不含有硅酸鹽的是()A水玻璃 B硅芯片C黏土 D普通水泥解析：選B水玻璃中含有硅酸鈉，普通水泥中含有硅酸鈣、鋁酸鈣，黏土含有復雜的硅酸鹽，硅芯片中含的是硅單質。2下列關于硅的說法不正確的是()A硅是非金屬元素，但它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體B硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料C硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質起反

23、應D當加熱到一定溫度時，硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應解析：選C硅既有非金屬性，又有金屬性，其單質具有金屬光澤，具有導電性，是一種半導體材料。常溫下，硅可與氟氣、氫氟酸、強堿溶液反應，加熱和高溫條件下，硅能與氧氣、氫氣起反應。3下列說法中正確的是()A由Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2可知，酸性H2SiO3>H2CO3B氫氟酸需要密封存放在橡膠塞的玻璃試劑瓶中C向硅酸鈉溶液中加入鹽酸產生白色沉淀，過量時沉淀溶解D瓷坩堝、氧化鋁坩堝均不可作為融化NaOH固體的儀器解析：選DA項，強酸制弱酸都是在溶液中進行的，而SiO2與Na2CO3是在高溫下的反應，與最高價含氧酸的酸性無關，錯誤；B

24、項，氫氟酸與玻璃中的成分反應，氫氟酸需要密封存放在橡膠塞的塑料試劑瓶中，錯誤；C項，向硅酸鈉溶液中加入鹽酸產生白色沉淀硅酸，硅酸與鹽酸不反應，鹽酸過量時沉淀不溶解，錯誤；D項，瓷坩堝、氧化鋁坩堝都和NaOH反應，均不可作為融化NaOH固體的儀器，正確。4國際上已禁止民用產品使用石棉制品，避免吸入石棉纖維而誘發肺病。某石棉(硅酸鹽)的化學式可表示為Ca2MgxSiyO22(OH)2，式中的x、y的值分別為()A8,3 B5,8C3,8 D8,5解析：選B根據化合物中各元素的正、負化合價代數和為零可得2×22x4y2×221×20。則x2y21，只有B項符合。5有科學

25、家提出硅是“21世紀的能源”、“未來的石油”等觀點。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發利用，關于其有利因素的下列說法中，你認為不正確的是()A硅便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料B自然界中存在大量單質硅C硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產物對環境污染程度低，容易有效控制D自然界硅的貯量豐富解析：選B自然界硅的貯量豐富，大多數是以SiO2和硅酸鹽的形式存在，無單質硅存在；硅單質是固體，化學性質不活潑，所以硅便于運輸、貯存，其燃燒產物SiO2對環境污染程度低，容易有效控制，故A、C、D項正確，B項錯。6下列有關說法中錯誤的是()A氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中B玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均

26、是硅酸鹽C灼燒NaOH固體時不能使用瓷坩堝，因為坩堝中的SiO2能與NaOH反應D由沙子制備光伏材料時的反應之一為SiO22CSi2CO解析：選BA項，氫氟酸能腐蝕玻璃，所以氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中，正確；B項，水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸鹽，錯誤；C項，瓷坩堝是硅酸鹽產品，坩堝中的SiO2能與NaOH反應，正確；D項，沙子的主要成分是SiO2，光伏材料的成分是晶體硅，由沙子制備光伏材料時的反應之一為SiO22CSi2CO，正確。7月球的礦產資源極為豐富，僅月面表層5 cm厚的沙土就含鐵單質有上億噸，月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石(M

27、g或Fe)2SiO4等，下列說法或分析不正確的是()A輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B橄欖石中鐵為2價C月球表層沙土中有游離態鐵是因為月球的表面幾乎沒有氧氣D斜長石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·3SiO2解析：選DA項，根據輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石(Mg或Fe)2SiO4的元素組成可知，它們均屬于硅酸鹽礦，正確；B項，橄欖石(Mg或Fe)2SiO4中根據化合價的代數和等于0可得42x8，解得x2，正確；C項，鐵屬于活潑金屬，由于月球表面沒有氧氣，所以月球上有游離態的鐵，正確；D項，斜長石的氧化物形式可表示為K2O·

28、;Al2O3·6SiO2，錯誤。8鋁硅合金具有熔點低、凝固時收縮率小等優點，適合鑄造。現取試樣10.0 mg，放在純凈氧氣中完全燃燒，燃燒后的固體經稱量發現比原來試樣增重9.23 mg，由此計算硅鋁合金中硅的質量分數為()A12.3% B15.4%C13.4% D17.0%解析：選C鋁、硅燃燒反應的化學方程式分別為4Al3O22Al2O3，SiO2SiO2。固體增重質量就是參加反應的氧氣的質量。設Si的質量為x g，則Al的質量為(10x)g，根據化學反應，鋁消耗的氧氣的質量為96(10x)÷108，硅消耗的氧氣的質量為32x÷28，96(10x)÷10

29、832x÷289.23 g，解得x1.34 g，硅鋁合金中硅的質量分數為1.34 g÷10.0 g×100%13.4%。9某學習興趣小組想利用高嶺土(其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O)制備新型的凈水劑。實驗流程如下：其中濾液C就是欲制備的凈水劑。試回答下列問題：(1)寫出混合物A、B，濾液C、D主要成分的化學式：A：_；B：_；C：_；D：_。(2)寫出高嶺土與純堿加熱熔融的兩個化學方程式：_；_。(3)該實驗中，熔融高嶺土、純堿的混合物可以選用的坩堝有_。A玻璃坩堝 B瓷坩堝C氧化鋁坩堝 D鐵坩堝解析：高嶺土中的SiO2、Al2O3均與純堿反應，分別生成Na2SiO3、NaAl