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(十) 无机非金属材料的主角——硅►►见学生用书P3751．4G 网络让手机“飞”起来了。
手机芯片的核心是硅板，其成分是( )A ．SiO 2B ．SiC ．H 2SiO 3D ．Na 2SiO 3解析 手机芯片的核心是硅板，其成分是Si 单质，故B 项正确。
答案 B2．硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。
在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。
下面几种物质中含有硅单质的是( )A ．玛瑙B ．光导纤维C ．太阳能电池D ．水晶解析 玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是SiO 2，硅单质可用来制造太阳能电池板。
答案 C3．下列叙述中正确的是( )A ．因为Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B ．碳和硅都是ⅣA 族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸解析A项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体放出，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A项错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B项错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C项错误。
答案 D4．(2018·济宁期末)化学与科学、技术、社会、环境密切相关。
下列有关说法中正确的是()A．“绿水青山就是金山银山”，矿物燃料的脱硫脱硝，可以减少SO2、NO2的排放B．2017年11月5日，发射北斗三号全球导航卫星计算机的芯片材料是高纯度二氧化硅C．为防止月饼等富脂食品因被氧化而变质，常在包装袋中放入生石灰或硅胶D．2M＋N===2P＋2Q,2P＋M===Q(M、N为原料，Q为期望产品)，不符合绿色化学的理念解析SO2、NO x是污染性气体，大力实施矿物燃料的脱硫脱硝技术以减少SO2、NO2的排放符合绿色化学的理念，故A项正确；计算机的芯片材料是高纯硅，故B项错误；生石灰或硅胶是干燥剂，不能防止氧化变质，故C项错误；2M＋N===2P＋2Q,2P＋M===Q 的总反应是3M＋N===3Q，原料完全转化为期望产品，符合绿色化学的理念，故D项错误。
硅及其化合物【考向分析】硅及其化合物在高考的考点一是以新材料、新技术为背景考查C、Si及其重要化合物的性质及应用；二是以硅、硅酸的制备为载体，考查实验探究能力，Si和SiO2在现代科技中的用途常已成为高考选择题考查的热点。
【要点讲解】要点1. 硅和二氧化硅1．硅（1）自然界存在形式：硅在地壳中的含量仅次于氧，全部以化合态存在。
主要单质有：晶体硅和无定性硅两大类。
（2）物理性质：晶体硅为原子晶体，灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高。
导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料。
（3）化学性质：常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应，在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
（4）用途：太阳能电池、计算机芯片、半导体材料、制作特种钢及合金等。
（5）制备：自然界中无游离态的硅，工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅，有关反应的化学方程式： SiO2＋2C 高温Si(粗)＋2CO↑，Si(粗)＋2Cl2高温SiCl4，SiCl4＋2H2高温Si(纯)＋4HCl温馨提示：①硅主要用于半导体材料（如集成电路的芯片），另外还用于制作特种纲及合金。
②非金属单质一般为非导体（如硫），但Si却为半导体。
③C、Si同属IVA族，还原性是Si大于C，而C却能将Si从SiO2中还原出来（条件是高温），原因是产物CO气体迅速从反应体系中逸出。
④非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，而Si却能与HF发生反应。
2．二氧化硅（SiO2）（1）SiO2的空间结构：SiO2晶体是立体网状结构。
在SiO2晶体里，每个Si周围结合四个O，同时每个O与两个Si相结合，在SiO2晶体中原子个数比为1∶2，因此用“SiO2”这个式子表示二氧化硅晶体的组成。
SiO2直接由原子构成不存在单个SiO2分子。
（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。
（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应。
中学高考化学一轮复习第一节硅学案一、内容及其解析1．内容：二氧化硅和硅酸及硅酸盐在日常生活、生产中的应用广泛，现在我们要进一步学习二氧化硅和硅酸和硅酸盐。
有关内容。
2．解析：从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例引入硅及其化合物，让学生能更好的掌握有关硅的内容二、目标及其解析1．目标1．使学生了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质；2．使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。
2．解析（1）引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法；（2）通过了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。
三、教学问题诊断分析1．由于二氧化硅和硅酸与二氧化碳及碳酸有共性也有不同，学生在学习上有问题。
2．学生在理解二氧化硅结构与二氧化碳有些困难。
四、教学支持条件分析为了加强学生对有关理解，本节课准备在多媒体的支持下，构建有利于学生建立概念的教学情境，使学生能够更好地认识硅及其化合物知识．五、教学过程设计（一）教学基本流程预习导学：1、硅酸盐的组成和性质硅酸盐是由组成的化合物的总称。
特点：种类，结构，绝大部分溶于水，化学性质。
思考：如何用氧化物的形式表示硅酸盐的组成？表示：常用金属氧化物••二氧化硅•水形式表示。
练习：用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：例镁橄榄石（Mg2SiO4）: ；高岭石[Al2Si2O5(OH)4]: ；KAlSi3O8；CaAl2Si3O10∙3H2O ；问题引领一、二氧化硅和硅酸1、硅的结构及存在问题1.含量：硅在地壳中含量为，居第位。
存在：硅在自然界中以（“游离”或“化合”）态的形式存在，硅是构成基本元素。
原了结构特点：原子结构示意图，硅原子既不容易也不容易电子，因而性质比较，在其形成的化合物中，硅通常显价。
第１讲无机非金属材料的主角 —硅考纲要求：1.了解硅单质及其化合物的主要性质及应用。
2.了解硅单质及其化合物对环境质量的影响。
[循着图示·想一想][特色特性·记一记]1．特殊的用途：Si ——半导体材料、太阳能电池板 SiO 2——光导纤维H 2SiO 3——硅胶可作干燥剂Na 2SiO 3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料2．特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示 如Na 2SiO 3→Na 2O·SiO 2 3．特殊的性质：(1)Si 与NaOH 溶液的反应： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑(2)SiO 2能溶于氢氟酸：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O (3)H 2CO 3的酸性强于H 2SiO 3：Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓ (4)粗硅的制备：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2C O↑考点一 应用广泛的非金属单质——硅[教材知识层面]1．硅元素的原子结构硅元素位于元素周期表中第三周期ⅣA族，原子结构示意图为；在自然界中均以化合态形式存在。
2．硅单质的性质 (1)物理性质：硅单质为灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性。
(2)化学性质——还原性。
①与氢氟酸反应的化学方程式：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑；②与NaOH 溶液反应的化学方程式：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑； ③与O 2反应：Si ＋O 2△,SiO 2。
3．硅单质的用途半导体材料、太阳能电池、合金材料。
[高考考查层面]命题点1 硅单质的特性非金属的一般规律 硅的特性硅还原性强于碳2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑ 非金属与强碱溶液反应一般不产生H 2 硅可与强碱溶液反应产生H 2： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑ 非金属一般不与非氧化性酸反应Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑[典题示例]判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
2011高三化学一轮复习 第四章 第1节 硅无机非金属材料知识综合验收 鲁科版必修11．(2008·全国Ⅱ)对于ⅣA 族元素，下列叙述中不正确的是A ．SiO 2和CO 2中Si 和O ，C 和O 之间都是共价键B ．C 、Si 、Ge 的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C ．CO 2和SiO 2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D ．该族元素的主要化合价是＋4和＋2解析 ⅣA 族元素最外层电子数都是4，但C 原子的次外层电子数只有2个电子。
答案 B2．(2010·泰安模拟)下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是A ．氧化物都能与氢氧化钠溶液反应B ．单质在加热时都能跟氧气反应C ．氧化物都能溶于水生成相应的酸D ．碳和硅两种元素都有同素异形体解析 CO 2、SiO 2为酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，CO 为不成盐氧化物，不与氢氧化钠溶液反应，A 不正确。
C 、Si 高温下与氧气反应生成相应的氧化物，B 正确。
CO 2能溶于水生成碳酸，CO 不溶于水，SiO 2不溶于水，也不与水反应生成相应的酸，C 项不正确。
石墨、金刚石、C 60都是碳的同素异形体，晶体硅和无定形硅是硅的两种同素异形体，D 正确。
答案 AC3．某无色溶液能与硅作用生成H 2，则溶液中不可能大量共存的离子组是A ．H ＋、Ba 2＋、Mg 2＋、Cl －B ．Cl －、CO 2－3、Cu 2＋、Mg 2＋C ．NO －3、SO 2－4、K ＋、Na ＋D ．NO －3、OH －、Ba 2＋、Cl －解析 与硅作用生成H 2，溶液为强碱性，A 中H ＋不能大量共存；B 中Cu 2＋、Mg 2＋与CO 2－3不能大量共存。
答案 AB4．下列叙述正确的是A ．因为Na 2CO 3＋SiO 2=====高温 Na 2SiO 3＋CO 2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B ．碳和硅都是ⅣA 族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C ．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D ．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸解析 根据酸盐之间复分解反应进行的的方向判断酸性强弱一般是在常温湿态下适用，在高温干态下不适用，事实是碳酸酸性比硅酸强，故A 项错误；CO 2和SiO 2属不同类型晶体，在物理性质方面有很大差异，故B 项错误；SiO 2与氢氟酸反应，不属于酸性氧化物与酸的一般反应，在此反应中SiO 2没有表现碱性，故C 项错误；SiO 2虽属于酸性氧化物，但不能直接与H 2O 反应生成H 2SiO 3，D 项正确。
