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高中化学必修一知识点(第四章)第四章非金属及其化合物第一节无机非金属的主角—硅一.硅元素的性质有哪些?无机非金属材料中的主角，在地壳中含量26.3%，次于氧。
是一种亲氧元素，以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中，占地壳质量90%以上。
位于第3周期，第ⅣA族碳的下方。
Si 对比C最外层有4个电子，主要形成四价的化合物。
二.二氧化硅(SiO2)的性质有哪些?(1)存在形式：天然存在的二氧化硅称为硅石，包括结晶形和无定形。
石英是常见的结晶形二氧化硅，其中无色透明的就是水晶，具有彩色环带状或层状的是玛瑙。
二氧化硅晶体为立体网状结构，基本单元是[SiO4]，因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。
(玛瑙饰物，石英坩埚，光导纤维)(2)物理性质：熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好。
(3)化学性质：化学稳定性好，除HF外一般不与其他酸反应，可以与强碱(NaOH)反应，属于酸性氧化物，在一定的条件下能与碱性氧化物反应。
①常温与氢氟酸(HF)反应(SiO2很不活泼，HF是唯一能跟其反应的酸) SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O②酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。
与强碱反应：SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O与碱性氧化物反应：SiO2+CaO ===高温CaSiO3所以不能用玻璃瓶装HF，装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。
注：a、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞? NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”，是一种黏合剂，使瓶塞部分粘结而无法打开。
因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞或木塞。
b、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。
c、某同学根据SiO2既可与碱反应，也能与氢氟酸反应，推断SiO2为两性氧化物，是否正确?不正确。
第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第二课时学习目标：1．掌握硅酸盐的性质、用途。
2．了解陶瓷、玻璃、水泥等几类硅酸盐产品。
3．了解新型陶瓷和几种具有特殊功能的含硅物质。
重点难点：硅酸盐知识梳理三．硅酸盐1．概念：由组成的化合物的总称。
2．性质：硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多数水，化学性质很。
3．最常见的硅酸盐――Na2SiO3（1）性质：溶于水，水溶液俗称，呈性。
（2）用途：是和的原料。
4．硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组成形式表示其组成例如：硅酸钠：Na2SiO3：；石棉：；黏土的主要成分：；长石KAlSi3O8：。
5．三种常见的硅酸盐产品6．特殊功能的含硅物质（1）金刚砂（SiC）具有类似的结构，硬度，可以用作砂纸、砂轮磨料。
（2）硅钢（含硅4％）具有很高的，主要用作变压器铁芯。
（3）硅橡胶：既耐又耐，可用于制造火箭，导弹的零件。
（4）人工制造的分子筛（具有均匀微孔结构的铝硅酸盐），主要用作和。
7．新型陶瓷：主要有、、、几类。
四．硅单质单质硅有和两类。
（1）硅的物理性质晶体硅是有光泽的色固体，熔点、硬度、有性，是良好的。
（2）硅的化学性质①硅单质与强碱溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H2O = Na2SiO3 + 2H2↑②硅单质与氢氟酸（HF）反应：Si ＋4HF =SiF4↑＋2H2 ↑（3）硅的用途①材料，如硅芯片等。
②新型能源，如等。
知能检测1.下列物质中属于纯净物的是（）A.Na2CO3·10H2OB.水泥C.纯净的盐酸D.普通玻璃2．下列物质有固定熔点的是A．玻璃B．水泥C．水玻璃D．Na2O·SiO23．在实验室熔化NaOH固体，不能选用的坩锅是A ．铁坩锅B ．瓷坩锅C ．铝坩锅D ．石墨坩锅4．在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是 （ ）A ．纯碱B ．石英C ．石灰石D ．粘土5．下列物质稳定性由强到弱的是（ ） ①CaSiO 3,②H 2CO 3,③CaCO 3,④Ca(HCO 3)2A ．①②③④B ．②④③①C ．①③④②D ．①④③②6．高岭土的组成表示为Al 2Si 2Ox(OH)y ，其中x 、y 的数值分别为（ ）A ．7，2B ．6，3C ．5，4D ．3，67．能将CaCO 3 、SiO 2、Na 2SiO 3三种白色粉末鉴别开来的试剂是（ ）A ．苛性钠溶液B ．水C ．氢氟酸D ．稀盐酸8．下列物质的浓溶液，能用磨口玻璃试剂瓶盛放的是（ ）A ．浓H 2SO 4B ．水玻璃C ．苛性钾D ．氢氟酸9．将22.5g 石英与60g 石灰石在高温下反应，产生的气体在标况下的体积为（ ）A ．5.6LB ．11.2LC ．13.44LD ．6.72L10．下列几种物质不能长期暴露在空气中的是（ ）A ．水晶B ．水玻璃C ．醋酸D ．石英11．把26克含有SiO 2的CaCO 3固体在高温下加热到质量不再改变，冷却后称量为17.2克。
第一节、硅的知识点一、碳和硅比较碳和硅是元素周期表里ⅣA族的元素，并且是上下相邻，它们原子结构的共同点是最外层都是4个电子，但电子层数不同，如图所示：碳原子和硅原子都既不容易失电子又不容易得电子，主要通过共用电子对形成正四价的化合物。
碳单质和硅单质的主要化学性质既有相似性又有差异性碳和硅都是亲氧元素，但硅的亲氧性强于碳的亲氧性，因此碳和硅在自然界中存在形式有所不同，硅元素在自然界中都是以含氧化合物的形态存在二、二氧化硅1．存在SiO 2是硅的最重要的化合物。
地球上存在的天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12%，其存在的形态有结晶形和无定形两种。
石英晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩。
石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。
沙子中含有小粒的石英晶体2．结构SiO 2晶体具有多种晶型，其基本结构单元是如图所示的四面体，每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O跟2个Si相结合。
实际上，SiO 2晶体是由Si和O按1∶2的比例所构成的立体网状结构的原子晶体，因此，通常用SiO 2来表示二氧化硅的组成，但并不存在单独的SiO 2分子。
[SiO 4]四面体不仅存在于SiO 2晶体中，而且存在于所有硅酸盐矿石中，构成了多姿多彩的硅酸盐世界的基本骨架SiO 2的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，加上SiO 2在自然界的广泛存在，从古到今都被人类广泛地应用着3．物理性质SiO 2是坚硬难熔的固体，不溶于水，纯净的SiO 2是无色透明的晶体4．化学性质（1）SiO 2是酸性氧化物，在一定条件下能与碱性氧化物、强碱反应①与碱性氧化物反应：SiO 2＋CaO 高温CaSiO 3②常温下，与强碱反应：SiO 2＋2NaOH ===Na 2SiO 3＋H 2O（在常温下反应进行得比较慢）SiO 2＋2OH －===SiO 32－＋H 2O说明：玻璃中含有SiO 2，实验室中盛NaOH 等碱液的试剂瓶常用橡胶塞，而不用玻璃塞，这是因为该反应生成的Na 2SiO 3是一种矿物胶，日久能使瓶口与瓶塞发生黏合③特殊地，在高温下，SiO 2能与纯碱、大理石反应：SiO 2＋Na 2CO 3高温Na 2SiO 3＋CO 2↑SiO 2＋CaCO 3高温CaSiO 3＋CO 2↑说明：上述两个反应是玻璃工业生产的主要原理（2）弱氧化性SiO 2中硅元素的化合物为＋4价，这是硅元素的最高化合价，因此具有一定的氧化性，如SiO 2在高温下能被C、Mg等还原，制取粗硅：SiO 2＋2C 高温Si＋2CO↑SiO 2＋2Mg 高温Si＋2MgO（3）总的来说，SiO 2的化学性质不活泼，唯一能与SiO 2反应的酸只有弱酸氢氟酸（HF）：SiO 2＋4HF ===SiF 4↑＋2H 2O说明：①保存氢氟酸（HF）不能使用玻璃瓶，而应用塑料或橡胶瓶②应用：氢氟酸（HF）可用于刻蚀玻璃，在玻璃上雕刻花纹等③SiO 2与氢氟酸反应生成物SiF 4不是盐，所以SiO 2不是碱性氧化物5．主要用途与危害性（1）SiO 2的用途SiO 2的用途很广，主要表现在：①制备高性能通讯材料的光导纤维②制备石英玻璃、石英表、石英钟③制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等④建筑材料（2）SiO 2的危害性在隧道开凿、石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘。
人长期吸入含有SiO 2的粉尘就会患硅肺病（旧称为矽肺病）3．物理性质SiO 2是坚硬难熔的固体，不溶于水，纯净的SiO 2是无色透明的晶体4．化学性质（1）SiO 2是酸性氧化物，在一定条件下能与碱性氧化物、强碱反应①与碱性氧化物反应：SiO 2＋CaO 高温CaSiO 3②常温下，与强碱反应：SiO 2＋2NaOH ===Na 2SiO 3＋H 2O（在常温下反应进行得比较慢）SiO 2＋2OH －===SiO 32－＋H 2O 三、硅酸（H 2SiO 3）（了解）1．硅酸的写法SiO 2的对应水化物是硅酸，SiO 2是硅酸的酸酐。
与一般的酸相比，硅酸的组成与结构要复杂得多，常用化学式H 2SiO 3来简单地表示硅酸说明：①酸酐的定义：某酸脱去一分子或几分子水所剩下的部分称为该酸的酸酐。
一般无机酸是一分子的该酸，直接失去一分子的水就形成该酸的酸酐，其酸酐中决定酸性的元素的化合价不变，如H 2SO 4、H 2SO 3、H 3PO 4、HNO 3的酸酐分别为SO 3、SO 2、P 2O 5、N 2O 5②只有含氧酸才有酸酐，无氧酸没有酸酐2．硅酸的制取由于SiO 2不溶于水，所以硅酸只能用间接的方法制取，一般常用可溶性硅酸盐与其他酸反应制得【实验4－1】硅酸的制取Na 2SiO 3＋2HCl ===2NaCl＋H 2SiO 3↓SiO 32－＋2H +===H 2SiO 3↓注意：①硅酸不溶于水，不能用SiO 2与水反应制取硅酸②硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱，所以往可溶性硅酸盐溶液中通入CO 2也可以制取硅酸：Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O ===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓SiO 32－＋CO 2＋H 2O ===CO 32－＋H 2SiO 3↓③如前所述，SiO 2＋Na 2CO 3高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，该反应在高温条件下进行，有利于CO 2从体系中挥发出来，而SiO 2为高熔点固体，不能挥发，所以反应可以进行，符合难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐的原理；而上述反应“Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O ===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓”可以进行，是因为该反应是在溶液中进行的，符合复分解反应的原理，两者反应原理不矛盾3．硅酸的性质（1）物理性质硅酸为白色固体，难溶于水，不同浓度的硅酸聚合得到不同形式的胶体：①浓度较小的H 2SiO 3聚合形成胶体溶液——硅酸溶胶②硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝聚物——硅酸凝胶③硅酸经干燥脱水形成硅酸干胶——硅胶（2）化学性质①硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱，所以在与碱反应时只能与强碱反应，如：H 2SiO 3＋2NaOH ===Na 2SiO 3＋2H 2O H 2SiO 3＋2OH －===SiO 32－＋2H 2O ②硅酸的热稳定性较弱，受热易分解为SiO 2和水：H 2SiO 3△H 2O＋SiO 24．用途：硅胶表面疏松多孔，吸水能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可用作催化剂的载体硅酸与碳酸的比较3．物理性质SiO 2是坚硬难熔的固体，不溶于水，纯净的SiO 2是无色透明的晶体实验步骤在试管中加入3~5mL Na 2SiO 3溶液（饱和Na 2SiO 3溶液按1∶2或1∶3的体积比用水稀释），滴入1~2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。
静置。
仔细观察变化过程及其现象实验现象滴加酚酞溶液后，溶液显红色；滴加盐酸后，溶液的红色逐渐消失，生成软而透明的胶冻状的凝胶实验结论硅酸钠溶液显碱性，可与酸反应；硅酸为白色固体，难溶于水物质硅酸碳酸化学式H 2SiO 3H 2CO 3酸酐SiO 2CO 2制法Na 2SiO 3＋2HCl ===2NaCl＋H 2SiO 3↓CO 2＋H 2O ===H 2CO 3颜色与状态白色、粉末状无色液体，只存在于水溶液中水溶性不溶于水只存在于水溶液中4．化学性质（1）SiO 2是酸性氧化物，在一定条件下能与碱性氧化物、强碱反应①与碱性氧化物反应：SiO 2＋CaO 高温CaSiO 3②常温下，与强碱反应：SiO 2＋2NaOH ===Na 2SiO 3＋H 2O（在常温下反应进行得比较慢）SiO 2＋2OH －===SiO 32－＋H 2O 四、硅酸盐（了解）1．硅酸盐的含义由于硅酸有不同的组成，所以硅酸根离子的组成与结构也是复杂多样的，因此硅酸盐的组成和结构也是复杂多样的。
通常把由硅、氧和金属组成的化合物统称为硅酸盐2．硅酸盐在自然界中的存在硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的95%3．硅酸盐的物理性质硅酸盐绝大部分都难溶于水，常见的易溶于水的硅酸盐是Na 2SiO 3，Na 2SiO 3的水溶液叫水玻璃，是制造硅胶和木材防火剂等的原料。
硅酸盐都有较高或很高的熔点4．硅酸盐的化学性质（1）硅酸盐有很强的热稳定性，即能耐高温（2）硅酸盐易跟酸发生反应由于硅酸是比碳酸还弱的酸，所以水玻璃易跟碳酸（CO 2＋H 2O）及更强的酸反应，生成难溶于水的硅酸，如：①通入少量的CO 2：Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O ===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓SiO 32－＋CO 2＋H 2O ===CO 32－＋H 2SiO 3↓②通入过量的CO 2：Na 2SiO 3＋2CO 2＋2H 2O ===2NaHCO 3＋H 2SiO 3↓SiO 32－＋2CO 2＋2H 2O ===2HCO 3－＋H 2SiO 3↓5．硅酸盐的主要用途（1）生产陶瓷、玻璃、水泥这些最为重要的无机非金属材料，都要用硅酸盐做主要原料（2）Na 2SiO 3可用作肥皂填料、木材防火剂及胶黏剂等6．硅酸盐的多样性Al与Si在元素周期表中位置相邻，离子大小相近，Al 3+置换硅酸盐中部分Si，并引入其他正离子使化合物保持电中性，从而形成复杂多样的硅酸盐。
硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用SiO 2和金属氧化物的组合形式表示其组成，如：硅酸钠：Na 2O·SiO 2石棉：CaO·3MgO·4SiO 2长石：K 2O·Al 2O 3·6SiO 2普通玻璃的大致组成：Na 2O·CaO·6SiO 2黏土的主要成分：Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O 水泥的主要成分：3CaO·SiO 2，2CaO·SiO 2，3CaO·Al 2O 3注意：对于混合物，都没有固定的熔沸点，同样，由于硅酸盐中含有各种的金属和非金属化合物，所以大部分的硅酸盐都是混合物，一般没有固定的熔沸点五、硅单质（了解）1．硅元素在自然界中的存在（1）含量：在地壳中，硅的含量在所有元素中居第二位（质量分数为26.3%），仅次于氧（2）存在形态：自然界中无游离态的硅。
硅的化合物几乎全部是二氧化硅和硅酸盐，它们广泛地存在于地壳的各种矿物和岩石中。
硅是构成矿物和岩石的主要元素2．硅单质的物理性质和重要用途（1）物理性质：硅有晶体硅和无定型硅两种同素异形体。
