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SiO 2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Na 2SiO 3溶液中通入CO 2，生成白色沉淀，反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓。
结论：H 2SiO 3酸性比H 2CO 3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
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 SiO
2－3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋CO 2－3
H 2SiO 3＋2OH －===SiO 2－3＋2H 2O
[认知升华]
升华1 SiO 2和CO 2的比较
(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
SiO 2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；SiO 2不溶于水也不与水反应，C 项正确；SiO 2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SiO 2不溶于水，故SiO 2不是酸性氧化物
B ．在反应SiO 2＋2C=====高温
Si ＋2CO ↑中SiO 2作氧化剂
C ．SiO 2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大
D ．氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
【解析】 A 项，SiO 2不溶于水，但它能与碱反应生成硅酸盐和水，是酸性氧化物，错误；B 项，在该反应中SiO 2被C 还原为Si ，SiO 2作氧化剂，正确；C 项，由于SiO 2是一种空间立体网状结构的物质，故熔点高，硬度大，正确；D 项，SiO 2能与氢氟酸反应，故常用氢氟酸刻蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，正确。
【答案】 A
题组2 H 2SiO 3的性质、制备与应用
3．下列关于硅酸的说法正确的是( )
【导学号：95432066】
A ．硅酸可以通过SiO 2和水的化合反应直接制得
B ．用反应Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3↓制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质
C ．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH 溶液反应
D ．硅胶可用作袋装食品的干燥剂
【解析】 SiO 2不能与水反应生成硅酸，A 错误；B 中反应是利用了强酸制弱酸的性质，B 错误；硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C 错误。
【答案】 D
4．碳酸的酸性比硅酸强，某化学课外小组搜集了大量的证据证明硅酸的酸
