第一节无机非金属材料的主角——硅
1．了解SiO2的结构、性质和用途。(重点)
2．了解硅酸的制备和化学性质。
3．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。
4．了解硅的性质和用途。(重点)
5．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。
教材整理1 二氧化硅
1．硅元素的存在
2．二氧化硅(SiO2)
(1)存在
SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。
(2)结构
SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体。每个硅原子周围结合4个O原子，每个O周围结合2个Si原
子。
(3)物理性质
熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。
(4)化学性质(写出有关化学方程式)
(5)用途
①沙子是基本的建筑材料。
②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。
③石英和玛瑙制作饰物和工艺品。
④实验室中使用石英坩埚。
教材整理2 硅酸(H
2SiO
3
)
1．物理性质
硅酸是一种难溶于水的白色胶状物。
2．化学性质
(1)弱酸性
向Na2SiO3溶液中通入CO2，生成白色沉淀，反应的化学方程式为Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。
结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性弱。
(2)不稳定性
H 2SiO 3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为H 2SiO 3=====△
H 2O ＋SiO 2。 3．制备
Na 2SiO 3溶液中加入盐酸，反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3(胶体)。
4．存在及用途
(1)浓度小且边加边振荡时，形成硅酸溶胶(胶体)；浓度大时，形成硅酸凝胶。 (2)硅胶
硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶，称为“硅胶”，具有很强的吸水性，常用作干燥剂或催化剂的载体。
[探究·升华]
[思考探究]
探究1 SiO 2的主要性质及应用
(1)为什么实验室盛放NaOH 溶液的试剂瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞？(玻璃的成分中含有SiO 2)
【提示】 当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。玻璃中含SiO 2，磨砂玻璃遇到强碱如NaOH 溶液时，SiO 2与NaOH 反应生成Na 2SiO 3，使试剂瓶受腐蚀。Na 2SiO 3溶液有良好的黏结性，它易使瓶口与瓶塞黏在一起而难以开启。故使用橡胶塞而不能使用玻璃塞。
(2)实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？为什么？写出反应方程式。 【提示】 不能。因为氢氟酸腐蚀玻璃，和玻璃中的成分SiO 2反应。 SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。
(3)写出SiO 2、CO 2与CaO 反应的化学方程式。 【提示】 SiO 2＋CaO=====△
CaSiO 3、 CO 2＋CaO===CaCO 3。 探究2 硅酸的制备实验探究
实验操作
实验现象滴加酚酞溶液后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有透明胶状物生成
结论Na2SiO3溶液呈碱性；滴加稀盐酸后反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)
232
____________，然后改加NaOH溶液，反应的离子方程式为____________。
【提示】生成白色沉淀SiO2－
3
＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO2－3
H2SiO3＋2OH－===SiO2－3＋2H2O
[认知升华]
升华1SiO2和CO2的比较
SiO2CO2
不同点熔、沸点高低
状态无色晶体气态
与水反应不反应CO2＋H2O H2CO3与酸反应只与氢氟酸反应不反应
相同点与碱性氧
化物反应CaO＋SiO2=====
高温
CaSiO3
CO2＋CaO===CaCO3与碱反应
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋
H2O
CO2＋2NaOH===Na2CO3
＋H2O
(1)硅酸是中学化学中惟一一个不溶于水的酸，硅酸酸性很弱、不能使酸碱指示剂变色。
(2)实验室制取硅酸的方法是可溶性硅酸盐与酸反应。
(3)硅酸的性质：①具有酸性，酸性比碳酸弱；②受热易分解。
(4)硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到硅胶(或硅酸干凝胶)，具有较强的吸水性，常用作干燥剂及催化剂载体。
[题组·冲关]
题组1SiO2的性质与应用
1．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是()
A．水晶的主要成分是二氧化硅
B．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别
C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸
D．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应
【解析】水晶的主要成分为SiO2，A项正确；CO2是由分子构成的，而SiO2是Si和O按1∶2组成的空间立体网状结构的晶体，二者物理性质差别较大，B项正确；SiO2不溶于水也不与水反应，C项正确；SiO2可以与氢氟酸反应，D项错误。
【答案】 D
2．下列说法不正确的是()
【导学号：95432065】A．因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物
