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第一节
无机非金属材料
的主角—硅
化学①必修
问题
自然界中的岩石、沙子、土壤是由什么构成？
你还知道哪些含硅的物质？
水晶
玛瑙
硅的广泛存在
元素周期表
第ⅣA族的二兄弟碳和硅—豪门二杰
碳元素 硅元素
形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物，“统治了有机界”。
煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石
地壳质量的约90%，构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤， “统治了地壳”
硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异
一、二氧化硅和硅酸
硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合。
所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的
氧化物及硅酸盐的形式存在。
1、二氧化硅（SiO2）
SiO2是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。
SiO2的结构
玛瑙
水晶
晶体二氧化硅
硅藻土
中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区)
有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有
354处，总保有储量矿石3.85亿吨。
仅次于美国，居世界第2位。在地区分
布上，以吉林最多，占全国储量的54.8%，
云南、福建、河北等地次之。矿床类型
主要为火山物源沉积型矿床(吉林长白、
山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等)和
陆源沉积型(云南寻甸、四川米易硅藻
土矿等)矿床。成矿时代集中在第三纪
和第四纪，以第三纪为主。
无定形二氧化硅
光学纤维胃镜
二氧化硅的用途
二氧化硅的用途
坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。
（1）物理性质：
（2）化学性质：
（a）常温与氢氟酸（SiO2很不活泼，HF是唯一能跟其反应的酸）
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O
（b）酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。
2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O
与强碱反应：
与碱性氧化物反应：
SiO2+CaO===CaSiO3
高温
(所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。)
2.硅酸（H2SiO3）
思考：1.二氧化硅不溶于水，不跟水反应，如何从二氧化硅来制备H2SiO3
是一种很弱的酸，比碳酸的酸性还弱
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3
所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体－硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。
实验4－1
二、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一般都不溶于水，化学性质很稳定。
最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液称为水玻璃，可以作肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂等。
实验4－2
几种硅酸盐产品——陶瓷、玻璃、水泥，最重要的无机非金属材料。
新型的陶瓷
三、新型无机非金属材料的特性
1.能承受高温、强度高。
例如：氮化硅陶瓷在1200℃左右的高温下，
仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶
片、轴承、永久性模具等。
2.具有电学特性，一些新型无机非金属材料可以作为半导体、导体、超导体等，一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板。
3.具有光学特性。有些新型无机非金属材料能发出各色的光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。
处于高温下的光导纤维
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破对手火力网，压制对手防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。
4. 具有生物特性。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。
人造关节
（2）硅酸盐组成的表示
用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。
实 例
Na2SiO3
Na2O SiO2
高岭石
Al2（Si2O5）（OH）4
Al2O3 ·2SiO2·2H2O
要领：两边原子个数守恒
格式：金属氧化物、二氧化硅、水
顺序：金属按活动顺序表
K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
K(Al3Si3O10)(OH)2
三、硅（Si）
硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
1、灰黑色，有金属光泽，硬而
脆的固体
2、熔、沸点高、硬度大
3、晶体硅是良好的半导体
常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。
1、与氟气反应：
2、与氢氟酸反应：
3、与强碱溶液反应：
4、与氯气反应：
5、与氧气反应
Si+2F2==SiF4
Si+4HF==SiF4+2H2
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2
Si+2Cl2==SiCl4
Si+O2==SiO2
存在
在自然界中，没游离态的硅，以化合态存在，例如：
硅酸盐等，在地壳中含量居第二位。
用途
集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。
集成电路 晶体管
制备
工业上：
SiO2 粗硅 SiCl4 Si
+C +Cl2 精馏+H2
高温
高温
高温
Si+2C == 2CO+Si(含杂质的粗硅)
Si+2Cl2 == SiCl4
生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等，再用H2
还原
SiCl4+2H2==4HCl+Si(纯度高的多晶硅)
高温
高温
高温
相应练习1
已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2
现把11.5g钠和4.2g硅同时投入100g水中，在标况下
可收集到H2多少L？（提示：与Si反应的NaOH是过
量的）
解：
Na—1/2H2
23 1/2×22.4
11.5 X
Si—2H2
28 2×22.4
4.2 Y
Y=(4.2 ×2 ×22.4)/28=6.72(L)
VH2=5.6+6.72=12.32(L)
1
2
×22.4×11.5
23
＝5.6L
X＝
相应练习2
在实验室里，将细砂粉（SiO2）与镁粉混合加热，也可得到粗硅，反 应的化学方程式为
这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化镁及硅化镁（Mg2Si）等，这些杂质可用盐酸除去，有关反应的化学方程式为
SiO2+2Mg==2MgO+Si
高温
MgO+2HCl==MgCl2+H2O
Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4
Mg+2HCl==MgCl2+H2
硅元素
单质硅
Si + F2
Si + HF
Si + NaOH
加热能与某
些非金属单
质反应（O2、Cl2）
O2
Na2SiO3、
CaSiO3
二氧化硅是光导纤维
的主要原料，光导纤
维可用作通讯材料和
制造医用内窥镜等
硅可制造集成路、
太阳能电池等；硅
合金可用来制造变
压器铁芯、耐酸设
备等。
只有化合态
SiO2
硅酸盐
C 高温
HF
无游离态
常温不活泼
作业：习题1、4
归纳总结第一节 无机非金属材料的主角——硅
教材分析：
硅是带来人类文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知识的重要基础知识。本节内容不仅为形成化学基本观念提供感性基础，也为了解化学与生活，化学与社会发展，化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。
本节的主要内容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性质、硅酸盐的性质、硅及化合物的用途。在教学中可采用碳和硅（同一主族相邻的两种元素）进行对比，突出它们的相似性与不同性。另外多运用日常生活中的事例进行教学，联系生产生活的实际，充分利用实物、模型、彩图、实物照片等形式，增强教学的直观行，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。
教学目标：
知识与技能
了解硅的重要化合物的主要性质，认识硅及其化合物的主要用途。
联系生产生活实际，培养学生对知识的迁移能力。
过程与方法
采用对比的方法，联系碳、二氧化碳大等学生已有的知识、经验来介绍硅、二氧化硅等新知识。
运用日常生活中事例进行教学，增强教学的直观性。
情感态度与价值观
认识硅及其化合物的广泛哟鸥鸟国土，体会化学的创造性与实用性，并关注化学有关的实际问题。
利用实物、模型及学生自己手机的有关实物或照片，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。
通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度。
教学重点：
二氧化硅的性质
教学难点：
硅酸盐的丰富性和多样性。
教学方法：
对比法、讨论法、讲授法
教学安排：（二课时）
第一课时：二氧化硅、硅酸
第二课时：硅酸盐、单质硅
教学过程：（第一课时）
[导入]美国的硅谷——位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长４８公里，宽１６公里的长条形地带上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半导体公司（思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果） ，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。该地区客观上成为美国高新技术的摇篮，
现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词。也是高新科技的象征。
[师]既然硅这么重要，那么他是如何存在，有些什么性质呢？
[板书]§4-1无机非金属材料的主角——硅
[师]主角，我们足以看出硅的地位。我们看课本P46 图3-1，硅在地壳中的含量居第二，仅次与氧。
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、约占地壳总量的90%以上。
[学生活动]看图4-1
[师]大家在元素周期表中找到硅，并且写出硅和碳的原子结构示意图。
[学生活动]
C Si
[师]它们最外层均为四个电子，既不容易得到也不容易失去，性质稳定。但他们却是不可以忽视的：碳--统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素；硅—统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。
下面我们的学习就围绕着碳和硅的相似性进行学习。
[学生活动]回顾碳的相关知识
存在 酸性氧化物 弱酸
性质
[师]阅读课本P74-76页内容，从碳的性质总结硅、二氧化硅、硅酸的性质。
[学生活动]
[资料卡片] 在25℃和101kPa的条件下,由单质生成1molCO2时放热393.5kJ;而在同样条件下,生成1molSiO2时放热910.9kJ.放热越多,其生成物通常越稳定,可见SiO2比CO2更容易生成,而且更稳定。
[思考] 比较碳、硅亲合氧的能力及硅在自然存在形式？
[归纳] ①硅的亲氧性强于碳的亲氧性。
②因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以SiO2及硅酸盐形式存在。
[板书]1、二氧化硅 SiO2
[师]从课本P74-75的内容，大家对二氧化硅进行树型分类？
[学生思考、书写]
[展示]二氧化硅的结构模型
[师]二氧化硅晶体，基本结构单元是正四面体，每个Si结合4个O，每个O结合2个Si，形成空间网状结构。
正是这种结构，决定了其具有优良的物理和化学性质。
[思考与交流] 请根据SiO2的存在和应用思考:
二氧化硅具有哪些物理性质？化学稳定性如何 你的根据是什么？SiO2的这些性质是由什么决定的？
[学生活动]
[归纳、总结、板书]
物理性质：熔点高、硬度大
用途：建筑材料、饰品、工艺品
化学性质：稳定性好
[过渡]下面我们一起来看看SiO2的化学性质，玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸盐，我们通过其性质，来看SiO2的性质。
[师]我们可以用玻璃瓶来装试剂：酸、碱、盐，这可以看出其化学性质稳定，不能够跟一般的酸发生反应，除HF外。
[板书]a、不与酸反应，氢氟酸除外
SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O
用途：可以在玻璃上雕刻花纹等
[师]因为HF酸可以和SiO2反应，所以HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡胶瓶，我们可以用这个性质在玻璃上雕刻花纹，量器上雕刻刻度等。
[展示]装有NaOH的试剂瓶
[思考]一般的试剂瓶都使用玻璃瓶塞，而这个试剂瓶使用的是橡胶塞，为什么？
[思考、讨论]
[总结]我们开始将CO2和SiO2比较，CO2是酸性氧化物，SiO2也是酸性氧化物，所以其具有酸性氧化物的通性，即能与碱、碱性氧化物反应。
[板书]b、与碱性氧化物反应
C、与碱反应
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
[师]正是因为其能与NaOH发生反应，所以其瓶塞使用的是橡胶塞。
[过渡]CO2溶于水生成H2CO3，SiO2我们知道它是不能溶于水的，它有没有对应的酸呢？如何制取呢？
[思考]碳酸的制取，使用的是强酸制弱酸的方法，那么硅酸是不是也可以使用同样的方法获得呢？
[探究实验4-1]试管中取3ml Na2SiO3溶液，滴入2滴酚酞，逐滴加入稀HCl，边加边振荡，至红色变浅并接近消失时停止。
[学生活动]观察、思考
[总结、归纳、板书]2、硅酸
实验过程：
现象：红色消失，生成白色凝胶
结论：硅酸钠转化为硅酸
反应：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(胶体)+2NaCl
[师]硅酸凝胶经干燥脱水后的到多空的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶多空，吸附水的能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品的干燥剂，也可以作催化剂的载体。
[课堂练习] 1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ）
A.溶解性：CO2 H2CO3
C.熔点：SiO2 > CO2（干冰） D.硬度： SiO2 2、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ ）
A、纯碱溶液 B、盐酸
C、硫酸 D、氢氧化钠溶液
[总结]本节课我们主要学习了二氧化硅的存在、用途、性质和硅酸的制取、用途。需要重点掌握二氧化硅的性质和硅酸的制取。
板书设计：
§4-1无机非金属材料的主角——硅
1、二氧化硅 SiO2
物理性质：熔点高、硬度大
用途：建筑材料、饰品、工艺品
化学性质：稳定性好
a、不与酸反应，氢氟酸除外
SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O
用途：可以在玻璃上雕刻花纹等
b、与碱性氧化物反应
C、与碱反应
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
2、硅酸
实验过程：
现象：红色消失，生成白色凝胶
结论：硅酸钠转化为硅酸
反应：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(胶体)+2NaCl
教学反思：
教学过程: (第二课时)
[复习引入] 上节课我们学习了二氧化硅的性质和用途和硅酸的制取用途。
对照它们之间的转化关系，写出相应的方程式。
[学生活动]书写相关的化学方程式。
[创设情境]在农田的施肥中，如何才能使，K＋更大程度的吸收呢？联系胶体的性质进行思考。
[学生活动]阅读P77 ，科学视野。
[师]硅酸盐岩石长期在水和大气中二氧化碳侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体。土壤胶体带负电，与，K＋等营养离子相结合，使土壤具有保肥作用。
土壤、岩石中都含有大量硅酸盐，硅酸盐在自然界中分布极广，其结构复杂，大多数不溶于水，化学性质稳定。
[展示]Na2SiO3溶液
[师]SiO2与NaOH反应生成的Na2SiO3就一种最简单的硅酸盐，其能够溶于水，水溶液俗称为水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂的主要原料。
[实验4-2]取两个滤纸片，分别浸在水和水玻璃中，取出，放在酒精灯外焰上。
[学生活动]观察、填表。
放入蒸馏水 放入Na2SiO3饱和溶液
现象
结论
[师]浸泡在Na2SiO3饱和溶液的滤纸不能燃烧，所以其可以作木材的防火剂。
[师]看图4-8 应用广泛的硅酸盐产品
[学生活动]阅读课本P78-79内容，填写下表
[板书]
原料 生产设备 主要成分
水泥
玻璃
陶瓷
[师]以上我们介绍的是传统的无机非金属材料，现在非金属材料发展迅速，出现了许多具有特殊功能的材料。
介绍SiC、硅钢、硅橡胶、新型陶瓷等内容。
[学生活动]阅读课本P79，单质硅，完成下列问题。
[板书] (1)硅单质的存在形式：有__________和 ________两种。
(2)物理性质：________________________________________。
(3)化学性质：常温下___________。
(4)硅的用途：高纯硅是良好的_______材料,于制造集成电路、太阳能电池等。
[师]指导学生完成，并介绍相关内容
[课堂练习]
1、熔融烧碱应选用的器皿是（ ）
A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚
C．铁制坩埚 D．陶瓷坩埚
2、生产水泥、普通玻璃都要用到的主要原料是（ ）
A.黏土 B.石灰石
C.纯碱 D.石英
3、下列所列各物质的用途中，不正确的是
A．石英砂：制玻璃、制单晶硅 B．硅胶：干燥剂、吸附剂、催化剂载体
C．碳化硅：砂纸、砂轮 D．硅酸：粘合剂、耐火材料
[总结]这节课我们主要学习了硅酸盐和单质硅的相关知识。需要重点掌握传统的无机非金属材料水泥、玻璃、陶瓷的原料，生产过程和主要成分，以及硅做半导体的特性的用途。
板书设计：
硅酸盐
原料 生产设备 主要成分
水泥
玻璃
陶瓷
硅单质
(1)硅单质的存在形式：有__________和 ________两种。
(2)物理性质：________________________________________。
(3)化学性质：常温下___________。
(4)硅的用途：高纯硅是良好的_______材料,于制造集成电路、太阳能电池等。
教学反思：《无机非金属材料的主角——硅》
一、选择题
1．可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是 （ ）
A．二氧化硅 B．粗硅 C．高纯硅 D．硅酸盐
2．构成地壳基本骨架的非金属元素的是 （ ）
A．Al B．O C． Si D．C
3．下列物质中主要成分不是二氧化硅的是 （ ）
A．硅胶 B．水晶 C．玛瑙 D．硅石
4．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中 （ ）
A．具有玻璃塞的细口瓶 B．具有玻璃塞的广口瓶
C．带滴管的滴瓶 D．具有橡胶塞的细口瓶
5．二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是 （ ）
A．浓盐酸 B．硫酸 C．硝酸 D．氢氟酸
6．二氧化硅属于酸性氧化物，理由是 （ ）
A．Si是非金属元素 B．SiO2对应的水化物是可溶性弱酸
C．SiO2与强碱反应生成盐和水 D．SiO2不能与酸反应
7．下列物质中，能够与NaOH溶液反应的是 （ ）
A．碳酸钠 B．硅酸钠 C．二氧化硅 D．氢氧化铝
8．下列不是水玻璃用途的是 （ ）
A．肥皂填料 B．木材防火剂 C．纸板黏胶剂 D．建筑装饰材料
9．下列不属于传统硅酸盐产品的是 （ ）
A．玻璃 B．水泥 C．光导纤维 D．陶瓷
10．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．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
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
11．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
12．下列离子方程式，正确的是 （ ）
A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH +CO2 ===CaCO3↓+H2O
B．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32 +SiO2==SiO32 +CO2↑
C．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH === SiO32+H2O↑
D．硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3 +2OH === SiO32+2H2O
13．在SiO2+3CSiC+2CO↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为 （ ）
A．36∶30 B．60∶36 C．2∶1 D．1∶2
14．下面关于硅的叙述中，正确的是（ ）
A．硅的非金属性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合反应
B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在
D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料
15．钢筋混凝土强度大，常常用来建造高楼大厦、桥梁涵洞、高速公路等，在现代社会中发挥着举足轻重的作用，下面是钢筋混凝土的主要成分的是 （ ）
A．水泥、沙子和钢筋 B．水泥、沙子、碎石和钢筋
C．水泥、碎石和钢筋 D．水泥、沙子和碎石
16．某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是 （ ）
A． Ag+、Al3+、K+ B． SiO32、AlO2、K+
C． Ag+、Cu2+、Na+ D． Ag+、Ba2+、 Na+
17．下列说法正确的是（ ）
A．SiO2溶于水显酸性
B．CO2通入水玻璃可得硅酸
C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸
D．SiO2晶体中不存在单个SiO2分子
18．10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1mol，则此样品中可能含有的杂质是（ ）
A．KHCO3和MgCO3 B．MgCO3和SiO2
C．K2CO3和SiO2 D．无法确定
19．下列关于二氧化硅的说法中，错误的是（ ）
A．二氧化硅也叫硅酐
B．二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成
C．不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸
D．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物
二、填空题
20．用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：
（1）计算机芯片的主要成分是__________________；
（2）光导纤维的主要成分是 ______________：
（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 __________________.
21．物质A是一种高熔点化合物，不溶于H2SO4、硝酸，却溶于氢氟酸；C是一种气体；D是白色胶状沉淀；E是白色固体。A、B、C、D、E之间的转化如右图，试推断：
A．________；B．_______；C．_______；D．________；E．________。
22．将下列硅酸盐的化学式改写为氧化物的形式：
（1）钙长石（CaAlSiO）______________________________
(2) 透闪石【Ca2Mg 5Si8O22(OH)2】______________________________
(3) 许多含氧酸也可以类似地改写成为氧化物的形式，请继续改写下列物质：
HNO3________________; H3PO4___________________.
23．有A、B、C、D四种含硅元素的物质，它们能发生如下反应：
（1）C与烧碱溶液反应生成A和水；
（2）A溶液与钙盐溶液反应生成白色沉淀D；
（3）B在空气中燃烧生成C;
（4）C在高温下与碳酸钙反应生成D和一种气体；
（5）C在高温下与碳反应生成单质B。
根据上述变化，写出A、B、C、D的化学式。
参考答案
选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C C A D D C CD D C B
11 12 13 14 15 16 17 18 19
D C D D B AB BD B BD
二、填空题
20.（1）硅（或Si或单晶硅）
（2）二氧化硅（或SiO2）
（3）硅（或Si）
21. A．___ SiO2__；B．__ Na2SiO3__；C．__CO2_；D．_ H4SiO4__；E．_ H2SiO3__。
22. （1）钙长石（CaAlSiO）___CaO ·Al2O3·2SiO2_______________
（2）透闪石【Ca2Mg 5Si8O22(OH)2】___2CaO·_5MgO·8SiO2·H2O____
（3）HNO3___ N2O5·H2O_______; H3PO4_____P2O5·3H2O____.
23. A：Na2SiO3 B：Si C：SiO2 D：CaSiO3
PAGE第一节 无机非金属材料的主角—硅
（第二课时）
【课标要求】1、了解硅的物理性质，知道单质硅的一些简单的化学性质。
2、使学生对硅酸盐工业及一些产品有大致印象。
3、激发学生学习化学兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步的认识。
4、扩大学生的知识面，激发学生的求知欲。
【教学重点】使学生真正地认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关。
【教学过程设计】
［演示实验］取两根一样的干燥布条(其中一根在硅酸钠溶液中浸过)在火焰上燃烧。
实验 现象
点燃晾干蒸馏水的布条
点燃晾干的硅酸钠布条
两根布条燃烧的情况一样吗？现象有何不同？
二：硅酸盐
1：硅酸盐是由硅、氧和 组成的 的总称。一般不溶于 ，稳定性 。
2：常用的硅酸盐是 ，其水溶液称为 ，可用作 、
及 。
3：硅酸盐岩石长期在 的侵蚀下，风化为 ，形成的 一般带 电，能吸收 、 等营养离子而保证了 。
4：硅酸盐主要产品 、 、 。
5：SiC(俗称金刚砂)，具有 的结构， 很大，可用作 、
的磨料，
［例题］Na2SiO3可以写成Na2O · SiO2
［练习］如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐
高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 以氧化物形式表示为（ ）
钠长石：NaAlSi3Oa a为（ ），若以氧化物形式表示为（ ）
［阅读］新型陶瓷：结构陶瓷、超导陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷。
三：硅单质
1：硅单质有 和 两种。晶体硅的结构类似
是带有 的 固体。 、 、
常温下化学性质 。
2：硅在元素周期表中处于 与 的 ，是一种 ，是良好的 材料。
3：20世纪中叶开始，硅成了信息技术的 ，半导体晶体管及芯片的出现，
促成了 的革命。
4：利用高纯硅的半导体性能，可以制成 ，将光能转换为 。
光电池可作 、 、 、
。等动力。
[课堂练习]
1.下列物质中属于纯净物的是
A.Na2CO3·10H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃
2.下列叙述正确的是
A.酸均不能与酸性氧化物反应
B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸
C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同
D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同
3.下列物质有固定熔点的是
A.水泥 B.玻璃 C.Na2O·SiO2 D.水玻璃
5．我国及美国、日本等国家已制造出一种陶瓷柴油机，这种柴油机发动机部件的受热面是由一种耐高温且不易传热的材料制造的，这种材料是新型无机非金属材料中的（ ）
A．氧化铝陶瓷 B．氮化硅陶瓷 C．光导纤维 D．玻璃钢
6.矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。此处的风化作用是说矿物与H2O和CO2同时作用的过程。例如钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土［Al2Si2O5(OH)4］，此反应的离子方程式是：2KASi3O8+11H2O+2CO2＝2K++2HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4这个反应能发生的原因是 。Al2Si2O5(OH)4改写成氧化物的形式为________________。
[小结]
【课时作业】 班级 姓名 学号
第一节 无机非金属材料的主角—硅 检测题2
一：选择题
1．下列不是水玻璃用途的是 （ ）
A．肥皂填料 B．木材防火剂 C．纸板黏胶剂 D．建筑装饰材料
2．下列不属于传统硅酸盐产品的是 （ ）
A．玻璃 B．水泥 C．光导纤维 D．陶瓷
3：下列属于同种物质的是 ( )
A．干冰和冰 B．石英和水晶 C．玻璃与二氧化硅 D．水玻璃和玻璃
4：根据下列事实：
（1）在醋酸钠中加入磷酸溶液有醋酸气味产生
（2）在无水碳酸钠固体上滴上醋酸会出现气泡
（3）硅酸钠溶液通入CO2气体有白色胶状沉淀产生.判断四种酸的酸性由强到弱的顺序是
5．钢筋混凝土强度大，常常用来建造高楼大厦、桥梁涵洞、高速公路等，在现代社会中发挥着举足轻重的作用，下面是钢筋混凝土的主要成分的是 （ ）
A．水泥、沙子和钢筋 B．水泥、沙子、碎石和钢筋
C．水泥、碎石和钢筋 D．水泥、沙子和碎石
6．某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是 （ ）
A． Ag+、Al3+、K+ B． SiO32、AlO2、K+
C． Ag+、Cu2+、Na+ D．Ag+、Ba2+、 Na+
7．下列离子方程式，正确的是 （ ）
A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH +CO2 ===CaCO3↓+H2O
B．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32 +SiO2==SiO32 +CO2↑
C．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH === SiO32+H2O↑
D．硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3 +2OH === SiO32+2H2O
8：下列说法中，错误的是 ( )
A．硅酸是不挥发性酸，它与食盐反应生成氯化氢
B．氢氟酸能和玻璃发生化学反应，所以氢氟酸要存放在塑料瓶中
C．水玻璃有粘性，所以要存放在带橡胶塞的试剂瓶中
D．烧碱液能腐蚀玻璃并生成硅酸钠，所以烧碱液要存放在带橡胶塞的玻璃瓶中
9：下列离子反应方程式书写正确的是 ( )
B．往硅酸钠水溶液中滴加稀盐酸：
D．往碳酸氢钠溶液中加硫酸氢钠溶液：
10：有下列几个变化：（1）Na2CO3→Na2SiO3， （2）CuSO4→CuCl2，
（3）SiO2→H2SiO3， （4）CuO→Cu(OH)2，
（5）Ca3(PO4)2→Ca(H2PO4)2，其中不可能通过一步反应能实现的 ( )
A．（1）（2）（5） B．（2）（3）（4）（5） C．（3）（4） D．（2）（4）
11：下列各组离子在水溶液中能大量共存的是 ( )
12：普通玻璃中含Na2O13％，CaO11.7％，SiO275.3％，则3种氧化物的物质的量之比为 （ ）
A．1∶2∶3 B．1∶1∶3 C．1∶1∶6 D．2∶1∶6
13：有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是（ ）
A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料
B．氮化硅陶器是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应
C．光导纤维是一种能高质基传导光的玻璃纤维
D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
答案
14：A、B、C、D、E五种物质的关系如表
试回答：
1．写出A～E五种物质的化学式：
A______，B______，C______，D______，E_______。
2．写出有关反应的化学方程式。
15.有一天然透明晶体A是高熔点，高硬度的物质，A在纯氧中不能燃烧，但在高温时既能和石灰石，又能和纯碱反应都放出气体B，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通入溶液中去，能生成不稳定的白色胶状沉淀E，在干燥的空气中，E失去部分水，得到白色粉末F，F加热后重新生成A。
（1）试推断出A、B、C、D、E、F各是什么物质？写出其化学式。
（2）写出有关反应的化学方程式。
16.有可能含有Na2CO3、CuCl2、Na2SiO3、NaCl中某几种物质的混合物，混合物能溶于水并得无色透明溶液。向溶液中加入过量盐酸，产生无色气体和沉淀。再加入过量的NaOH溶液，沉淀全部消失。试判断原混合物中肯定有_ _____；肯定无__ ____；可能有_____ _。
第二课时答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
答案 D C B D B AB CD A BD C B C CD
14. 1. A、SiO2； B、 Na2SiO3；C、 CO2；D、 H4SiO4；E、 H2SiO3
2. SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3+2CO2↑
Na2SiO3+2HCl+H2O＝2NaCl＋H4SiO4↓
H4SiO4＝ H2SiO3+H2O
H2SiO3SiO2+H2O
15. （1）A、SiO2；B、CO2；C、SiF4；D、Na2SiO3；E、H4SiO4；F H2SiO3
（2）SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3+2CO2↑
4HF+SiO2=SiF4↑＋2H2O
2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O；
Na2SiO3+CO2+2H2O＝Na2CO3＋H4SiO4↓
H4SiO4＝ H2SiO3+H2O
H2SiO3SiO2+H2O
16. Na2CO3和Na2SiO3，CuCl2，NaCl
