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第1课时二氧化硅和硅酸[学习目标定位] 1.了解硅在自然界中的存在形式，硅酸盐产品的组成和重要用途。
2.了解二氧化硅的结构、性质和用途。
3.了解硅酸的制备、性质和应用。
一二氧化硅1.硅元素在地壳中的含量是26.3%，仅次于氧。
硅元素在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在，原因是硅是一种亲氧元素。
2.硅的氧化物为二氧化硅，俗名为硅石，天然二氧化硅分为结晶形(如方石类、水晶等)和无定形(如硅藻土)。
根据日常生活中的实例描述二氧化硅的物理性质：坚硬固体、不溶于水、熔点高。
3.列表比较二氧化碳和二氧化硅的性质。
CO2＋H2O H2CO3归纳总结二氧化硅的结构与性质(1)二氧化硅与二氧化碳的物理性质差异较大的原因是物质晶体结构不同。
二氧化硅晶体结构如图：二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体。
(2)二氧化硅的化学性质有稳定性强，与水、一般酸不反应，能与氢氟酸反应，能与碱、碱性氧化物反应。
1.下列叙述中，正确的是()A.自然界中存在大量的单质硅B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应D.自然界中硅元素都存在于石英中答案B解析自然界中硅元素含量很高，但都以化合态形式存在，A项错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D项错误；二氧化硅的性质稳定，C项错误。
2.由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成的混合粉末。
现取两份该混合粉末试样进行实验。
(1)将一份混合粉末溶于过量的盐酸，得到沉淀X和滤液Y，沉淀X为________，滤液Y中含有的阳离子主要是______________，向滤液Y中加入过量NaOH溶液，得到的沉淀是____________________。
(2)将另一份混合粉末溶于过量NaOH溶液，发生反应的离子方程式为_________________。
答案(1)SiO2Al3＋、Mg2＋、Fe3＋、H＋Mg(OH)2、Fe(OH)3(2)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O二硅酸1.硅酸的制备：按表中实验操作要求完成实验，并将观察到的实验现象及有关结论填入表中：2.写出上述实验中反应的化学方程式。
硅和二氧化硅的反应方式硅和二氧化硅的反应方式1. 引言硅（Si）和二氧化硅（SiO2）是常见的化学元素和化合物，它们在日常生活和工业生产中起着重要的作用。
了解硅和二氧化硅的反应方式，能够帮助我们更好地理解它们的性质和应用。
本文将从深度和广度两个方面介绍硅和二氧化硅的反应方式，包括其与氧气、水、酸、碱等物质的相互作用。
2. 硅与氧气的反应硅与氧气的反应是指硅与氧气在高温下（约为1360℃）形成二氧化硅的过程，这个过程被称为燃烧或熔融。
硅燃烧的化学方程式如下：Si + O2 -> SiO2在这个反应中，硅原子（Si）和氧气分子（O2）发生化学反应，生成硅和氧的化合物——二氧化硅（SiO2）。
二氧化硅是一种广泛应用于玻璃制造、电子器件制造和建筑材料等领域的重要材料。
3. 二氧化硅的反应3.1 二氧化硅与水的反应二氧化硅与水反应是指二氧化硅与水分子发生化学反应形成硅酸的过程。
硅酸是一种弱酸，其化学方程式如下：SiO2 + 2H2O -> H4SiO4在这个反应中，二氧化硅与水反应生成硅酸（H4SiO4）。
硅酸是一种具有重要应用价值的物质，常用于水泥制造、陶瓷工艺和水处理等方面。
3.2 二氧化硅与酸的反应二氧化硅与酸反应是指二氧化硅与酸溶液接触时发生的化学反应。
这种反应过程产生硅酸盐和水等产物。
硅酸盐是一类化合物，这些化合物的结构中包含硅离子（Si4+）。
二氧化硅与酸反应的化学方程式如下：SiO2 + 2H+ -> H2SiO3在这个反应中，二氧化硅与酸反应生成硅酸（H2SiO3）。
硅酸盐的形成与有机化合物合成中的硅酮化反应密切相关，具有重要的应用价值。
3.3 二氧化硅与碱的反应二氧化硅与碱反应是指二氧化硅与碱溶液发生的化学反应，生成硅酸盐和水等产物。
这个反应过程与水玻璃的制备密切相关，是一种重要的工业应用。
二氧化硅与碱反应的化学方程式如下：SiO2 + 2NaOH -> Na2SiO3 + H2O在这个反应中，二氧化硅与碱反应生成硅酸钠（Na2SiO3）和水。
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
第一课时二氧化硅和硅酸
【复习巩固】
1.在已发现的一百多种元素中，除稀有元素外，非金属元素只有十多种，它们大都位于元素周期表的。
地壳中含量最多的前两种元素是和，它们构成了地壳的基本骨架。
硅在地壳中的含量为。
硅的及构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的以上。
在无机非金属材料中，一直扮演着主要的角色。
2.画出碳和硅的原子结构示意图. .
3.完成下列化学方程式:
(1)碳在氧气中燃烧
(2)CO2与烧碱溶液反应
4.硅是一种亲元素，主要以熔点很高的的形式存在。
而碳在地壳中主要形成等矿物。
【探求新知】
一、二氧化硅
1.存在
地球上存在的二氧化硅叫，约占地壳总质量的；其存在形态有和两大类。
2.结构
(1)SiO2晶体的基本结构单元呈形，每个Si原子周围结合个O，每个O
原子跟个Si相结合，Si与O原子按的比例组成的晶体。
(2)石英晶体是结晶的，石英中无色透明的晶体叫，具有彩色环带状或层状的称为，沙子中含有小粒的晶体。
3.物理性质：SiO2溶于水，熔点，硬度。
4.化学性质
(1)不活泼性：常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之反应的酸，化学方程式：
玻璃中含SiO2，所以可以用来雕刻玻璃，氢氟酸必须用瓶盛装。
(2)具有性氧化物的通性：
①与生石灰反应：
②与烧碱溶液反应：
盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因：
(3)弱氧化性：
高温
2C+SiO2
5.用途
(1)沙子是基本的材料。
(2) 是现代光学和光纤制品的基本原料。
(3) 和制作饰物和工艺品。
【跟踪练习】
1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（）
A.熔点很高
B.与水反应生成对应的酸
C.可与烧碱反应生成盐
D.坚硬
2.下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( )
A.烧碱溶液
B.浓硫酸
C.氢氟酸
D.碳酸纳溶液
3.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是（）
A.纯碱溶液
B.盐酸
C.硫酸
D.苛性钠溶液
4.下列物质中,主要成分不是SiO2的是（）
A.金刚砂
B.玛瑙
C.水晶
D.石英
二、硅酸
实验4—1
1.硅酸的性质
(1)是一种很弱的酸,酸性:H2SiO3(填“﹥”“﹤”)H2CO3。
(2)不稳定（比H2CO3稳定）受热易分解：
(3)硅酸在水中的溶解度。
2.硅酸的制备
（1）硅酸的酸酐为，因其不溶于水也不与水反应，所以一般不能直接用SiO2制备硅酸。
（2）可通过制得，所生成的H2SiO3易聚合形成；
硅酸浓度较大时则；硅酸凝胶干燥脱水——硅酸干凝胶，又称为，吸附水分能力强，常用作，也用作的载体。
Na2SiO3溶液与盐酸和反应的化学方程式：；
Na2SiO3溶液与CO2反应的化学方程式：；
【跟踪练习】
1.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）
A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水。
B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C.SiO2常温下是固体，CO2常温下是气体
D.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
2.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）
A.CO2→H2CO3
B.SiO2→Na2SiO3
C.Na2O2→Na2CO3
D.SiO2→H2SiO3
巩固练习
1.下列物质中能与SiO2起化学反应的是（）
①浓H2SO4②H2O ③盐酸④HF ⑤KOH溶液⑥氧化钙
A.①②⑥
B.②④
C.④⑤⑥
D.③④⑤⑥
2.下列除去杂质可用加热法的是( )
A.除去Na2CO3 固体中的NaHCO3
B.除去MnO2固体中的KMnO4
C.除去SiO2固体中的Na2SiO3
D.除去SiO2固体中的CaCO3
4.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++CO2↑+H2O
B.水玻璃中加入稀H2SO4：Na2SiO3+2H+=H2SiO3↓+2Na+
C.硅酸酐与苛性钠溶液反应：SiO2+2OH-=SiO32－+H2O
D.澄清石灰水中通入过量CO2的总反应：CO2+OH-=HCO3－
5.下列溶液中，能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是( )
A.浓H2SO4
B.水玻璃
C.氢氟酸
D.苛性钾溶液
6.工业上用碳还原SiO2制取单质硅时会发生如下副反应：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
7.已知硅能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和H2，有一铝、铁、硅组成的合金，取等量的两份
合金分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，结果收集到等体积的气体，此合金中铝、铁、硅的质量比为
A.27∶56∶28
B.3∶4∶1
C.1∶2∶1
D.27∶4∶1
8.下列说法正确的是（）
A. SiO2是硅酸的酸酐，SiO2溶于水显酸性，将SiO2固体溶于水即得硅酸胶体
B. .碳酸的酸性弱于硅酸的酸性，CO2通入Na2SiO3溶液中可得硅酸
C.已知高温下CaCO3+SiO
23
+CO2↑,故硅酸的酸性比碳酸强
D. CO2是碳酸的酸酐，将CO2气体溶于水即是碳酸溶液
9.除去下列粉末中的杂质（括号内为杂质）。
填上选用的试剂和操作方法：
试剂：A盐酸 B.烧碱溶液 C.氧气 D.水 E.CO2 F.不用任何试剂
操作：①加热燃烧②加热熔化③高温灼烧④过滤⑤干馏⑥结晶
10.A是一种天然透明晶体，B是一种常见的无色无味的气体，可使澄清石灰水变浑浊。
A虽
不能溶于强酸，但却能溶于氢氟酸，并生成气体C，A和烧碱溶液反应生成D的水溶液，当气体B通入D的水溶液中，能生成白色胶状沉淀E，E加热后重新生成A。
（1）写出化学式A 、B 、C 、D 、E 。
（2）写出有关反应的化学方程式。
高温。
