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第四章第一节 无机非金属材料的主角—硅　　
【学习目标】 1、了解Si、SiO2的物理性质和用途，掌握SiO2的化学性质。
2、通过比较、分析CO2、SiO2的性质，培养学生比较、分析推理的能力。
3、掌握结构决定性质，性质决定用途的化学思想。
【学习重点、难点】 SiO2的化学性质
【第一课时】
【课前热身】想一想：碳和硅在结构上有何相同点和不同点？画出C、Si原子的]结构示意图，并分析、比较：
元素
碳（C）
硅（Si）
原子结构示意图

主要化合价

主要存在形式

一、硅
１.硅单质——晶体硅和无定型硅
２.硅元素在自然界中的存在　　
在地壳中，硅的含量在所有元素中居第　　　　位
　　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。
３. 性质：晶体硅熔点　　　、硬度　　　、有脆性，常温下化学性质　　　　　　。
４. 硅的化学性质不活泼，但是能与HF(氢氟酸）和NaOH反应：
（1）与HF反应： ，（2)与O2反应：
（3）与NaOH反应
（4）与F2反应 ，（5）与碳反应：
5.单质硅的制备（焦炭还原石英）
（1） （2）
（3）
6.用途：半导体材料，制光电池
二、二氧化硅
１.SiO2的存在形式：SiO2是Si的最重要的化合物，其存在形态有　 　　　
和　　　　两种，统称为硅石。石英、水晶的主要成分都是　　　　　　　。
２.晶体结构——基本结构单元为　　　　　（具体结构图见教材75页图４－２）
　每个Si原子周围结合　　个O原子，每个O原子与　　个Si原子相结合，实际上，SiO2晶体是由Si和O按　　　　　的比例组成的　　　　　　结构的晶体。
３.物理性质
　SiO2是　　　溶于水的　　　体，熔、沸点　　　，硬度　　　。
４.化学性质
⑴与HF的反应： 可以用　 　雕刻玻璃
⑵与碱性氧化物的反应：
与CaO ，与Na2O
⑶.与强碱反应，与NaOH反应：
盛放碱性溶液的试剂瓶用 塞（提示：Na2SiO3具有粘性，玻璃的成分有SiO2。）
【思考题】SiO2既能与碱NaOH反应，又能与酸HF反应。那么，SiO2是不是两性氧化物呢？
5.用途
⑴信息高速公路的骨架——光导纤维 ⑵.石英坩埚、石英玻璃、石英钟表等
⑶.电子工艺的重要部件、光学仪器 ⑷.工艺饰品——玛瑙、水晶
【比一比】
物质
CO2
SiO2
与水反应

与酸反应

与碱反应

与碱性氧化物
反应（CaO，Na2O）

【课后自测1】
1、下列叙述中，正确的是：（ ）
A.自然中存在大量单质硅
B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅
C.二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱的溶液发生化学反应
D.自然界中的二氧化硅都存在于石英矿中
２、下列说法不正确的是（ ）
A. 因SiO2不溶于水，故H 2SiO3不是SiO2对应的酸，或者说SiO2不是H 2SiO3的酸酐　
B. CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀
C. SiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大
D.氢氟酸能够雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
３、下列说法正确的是（ ）
A.二氧化硅溶于水显酸性 B.因为二氧化硅是酸性氧化物，所以不溶于任何酸
C.二氧化碳通入水玻璃可得硅酸
D.已知高温时有CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸强
【第二课时】
一、硅酸
１.性质： H2SiO3是一种 溶于水的 酸，通常显白色，其酸性比碳酸
2．硅酸的制备：课本P76，实验4—1硅酸钠水溶液显 性；向其中滴加盐酸看到的现象： ，方程式为： 3．把CO2通入Na2SiO3溶液中，也得到H2SiO3，试写出反应方程式，并比较H2CO3和H2SiO3的酸性强弱。方程式为： ，
4. H2SiO3受热易分解：
5.用途：硅胶多孔，吸附水分能力　　 　，常用作实验室和食品、药品等的　　　　，也可以用作　　 　。
二、硅酸盐　
１.概念：硅酸盐是由　　　、　　　和　　　元素组成的化合物的总称。
２.硅酸盐的性质：硅酸盐是一大类结构复杂的　　　态物质，大多　　　溶于水，化学性质　　　　　。硅酸盐有很强的热稳定性，即　　　　　　　。
３.硅酸钠的性质： Na 2SiO3　　　溶于水，其水溶液俗称　　　　　或　　　　　。
用途：
４.硅酸盐的用途
　硅酸盐是生产　　　　　、　　　　　、　　　　　等重要无机非金属材料的主要原料。
名　　称
生产原料
主要设备
主要成分
水　　泥

玻　　璃

陶　　瓷

５.硅酸盐的表示方法
硅酸盐由于组成比较复杂，常用氧化物的形式来表示。
氧化物的顺序：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水
氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数，系数出现分数应化为整数。
例：硅酸钠：Na 2SiO3－Na 2O·SiO２
水泥的主要成分：Ca3SiO5－ Ca2SiO4－ Ca3Al2O6－
黏土的主要成分：Al2Si2H4O9－
长石：K2Al2Si6O16－ Mg2Si3O8·nH2O
５.其他
硅与碳的化合物碳化硅（SiC）俗称　　　　　，具有 结构，硬度　　　　，可用作砂纸、砂轮的　　　　。
硅钢含硅　　　　，具有很高的　　　　，主要用作　　　　　。人工合成的硅橡胶既能　　　　　又能　　　　　，用于制造　　　、　　　、　　　的零件和　　　　　等。具有均匀微孔结构的铝硅酸盐叫做　 　，主要用作　　　　　和　　　 。
【课后自测2】
1. 地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是 （     ）
A. 熔点很高     B. 与水反应生成对应的酸 C. 可与烧碱反应生成盐          D. 坚硬
2. 下列物质中，主要成分不是SiO2的是：A. 金刚砂   B. 玛瑙     C. 水晶         D. 石英 3. 要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是：（   ）
A. 纯碱溶液    B. 盐酸  C. 硫酸  D. 苛性钠溶液
4. 下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是：（  ）
A. 烧碱溶液    B. 浓硫酸  C. 氢氟酸   D. 碳酸钠溶液
5. 将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液，②Na2SiO3溶液，③Ca(OH)2溶液，④饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是： （      ）　
A. ①②③④    B. ②④    C. ①②③    D. ②③
6. 下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是　　　　　　　　
A. 稳定性：CO2> SiO2        B. 酸性： H2SiO3> H2CO3
C.熔点：SiO2> CO2 (干冰)    D. 硬度：SiO2故H 2SiO3不是SiO2对应的酸，或者说SiO2不是H 2SiO3的酸酐　
B. CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀
C. SiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大
D. 氢氟酸能够雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
9.用线段连接相关的化学式和名称、材料和用途
化学式　　　　名　称　　　　　　材　料　　　　用　途
H2SiO3　　　　　　　　　水　晶　　　　　　石　英　　　　半导体材料
SiO２　　　　　　　　　　水玻璃　　　　　 水玻璃　　　　光导纤维
Na 2SiO3　　　　　　　　硅　酸　　　　　　单晶硅　　　　耐火材料
10. 为确认下面三种酸的酸性强弱：HCl＞H2CO3＞H2SiO3，想想同学设计了如图所示的装置，通过一次实验即可达到目的。
请回答下列问题:
（1） 锥形瓶中装有某可溶性正盐溶液，分液漏斗中所盛试剂应为：
（2） 装置B中所盛的试剂为饱和NaHCO3溶液，其作用是 。
（3） 装置C中所盛的试剂是 溶液，C中反应的离子方程式是 。
（4）由此得出的结论：
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