【2020秋备课】高中化学学案新人教版必修1-4.1-无机非金属材料的主角-硅.docx

4.1 无机非金属材料的主角 硅
自主预习空间
一、二氧化硅
硅元素的存在：硅在地壳中的含量仅次于 ，硅的 和 约占地壳质量的90%以上；硅原子最外层有 个电子，主要形成 价的化合物，硅原子结构示意图： 。
1、 SiO2的存在形式
硅石： 二氧化硅 ：无色透亮的晶体
SiO2　　　　石英： 的二氧化硅 ：具有彩色环带状或层状
　　　　　　　　　　　沙子：含有 的石英晶体
2、 SiO2的结构
每个Si原子与四周的 个O原子相结合，每个O原子与 个Si原子相结合。
实际上，二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按 的比例所组成 的 结
构的晶体，我们通常用“SiO2”表示二氧化硅的组成。
3、 物理性质：二氧化硅是 的固体， 于水。
4、化学性质
（1）与氢氟酸： 。（用途：可以用来 ）。
（2）SiO2作为酸性氧化物可以和 、 反应，但与水 。
①和碱反应： 　　　　　 ；②和碱性氧化物反应： 。
5、二氧化硅的用途
（1）以SiO2为主要成分的沙子照旧是基本的建筑材料；（2）电子工业的重要部件、光学仪器；
（3）是信息高速大路的骨架— 的主要成分；（4）用石英、玛瑙制作 。
二、硅酸
1、硅酸是一种很弱的酸，其酸性比碳酸还 ，溶解度很 。硅酸浓度较大时，则形成软而透亮的、胶冻状的 　 。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干凝胶，称为“ 　 ”。硅胶常用作食品等的 　 ，也可用作催化剂的 。
2、SiO2不溶于水，所以硅酸只能通过 与其他酸反应制得。
试验操作
试验现象
结论及方程式
在Na2SiO3饱和溶液中，滴加酚酞溶液，然后在所得的溶液中逐滴加入稀盐酸
在Na2SiO3饱和溶液中，滴加酚酞溶液呈 色。逐滴加入稀盐酸，有透亮的凝胶产生，溶液红色渐渐 ，最终
Na2SiO3溶液显碱性，与盐酸反应生成 ，化学方程式为
三、硅酸盐
1、概念：硅酸盐是由 组成的化合物的总称
2、硅酸盐的性质：是一大类结构简洁的固态物质，大多 于水，化学性质很 。
3、最常见的硅酸盐—Na2SiO3
Na2SiO3的水溶液俗称 . ，常用作 和 。
4、 硅酸盐组成的表示：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。

化学式法：
氧化物法
Na2SiO3

CaSiO3

Al2Si2O5（OH）4（黏土的主要成分）

KAlSi3O8

Ca2Mg5Si8O22(OH)2

5、三种常见的硅酸盐产品
硅酸盐产品
原料
主要设备
主要反应
水泥
石灰石和黏土
水泥回转窑
简洁的氧化还原反应
玻璃
纯碱、石灰石、石英
玻璃窑
　　　　　 、 　　　　
陶瓷
黏土
—————
简洁的氧化还原反应
6、新型含硅物质
（1）具有金刚石结构的碳化硅（SiC，俗称 ）；（2）具有很高 的硅钢；
（3）既耐高温又耐 的硅橡胶；（4）人工制造的 主要用作吸附剂和催化剂等。
四、硅单质
1、种类：单质硅有 和 两类。
2、结构：晶体硅的结构与 相像。
3、性质（1）物理性质
色、态
光泽
熔点
硬度
质地
导电性

（2）化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与 、 发生反应。
4、用途（1） ，如硅芯片等。（2） ，如光电池等。
5、制备：
【思维拓展】1、试验室保存NaOH溶液时为何不能用玻璃塞？试验室保存HF溶液，应留意什么？
2、SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，属于两性氧化物吗？
3、CO2 和 SiO2 在结构性质上的差异，请填表：

CO2
SiO2
结构
晶体中有无单个分子

空间构型

物
理
性
质
颜色、状态

熔沸点

硬度

溶解性

属类

化
学
性
质
与水

与碱NaOH

与碱性氧化物

与某些盐

与氢氟酸

4、如何证明碳酸的酸性与硅酸强？