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第一节 无机非金属材料的主角硅【学习目标【学习目标】1.1.了解了解SiOSiO2 2的结构、性质和用途。的结构、性质和用途。2.2.了解硅酸的制备和化学性质。了解硅酸的制备和化学性质。3.3.了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。4.4.了解硅的性质和用途。了解硅的性质和用途。5.5.了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。【新知预习【新知预习】一、硅元素的存在及原子结构一、硅元素的存在及原子结构(1)(1)硅元素在自然界中以何种形态存在？硅元素在自然界中以何种形态存在？(2)(2)硅原子的原子结构有何特点？硅原子的原子结构有何特点？1.1.存在存在硅元素在地壳中的含量为硅元素在地壳中的含量为26.3%26.3%，仅次于氧；它在自然界中主，仅次于氧；它在自然界中主要以要以_及及_的形式存在，存在形态全部是的形式存在，存在形态全部是_。氧化物氧化物硅酸盐硅酸盐化合态化合态2.2.原子结构原子结构硅的原子结构示意图为硅的原子结构示意图为_,_,最外层有最外层有_个电子，反应个电子，反应中既不易失去电子也不易得到电子，主要形成中既不易失去电子也不易得到电子，主要形成_价的化合物。价的化合物。4 4+4+4二、二氧化硅的结构与性质二、二氧化硅的结构与性质SiOSiO2 2的组成及结构有何特点？的组成及结构有何特点？SiOSiO2 2有哪些重要的物理性质和化学性质？有哪些重要的物理性质和化学性质？1.1.存在存在存在形态存在形态 结晶形，如结晶形，如_石英石英无定形，如无定形，如_硅藻土硅藻土统称硅石统称硅石 石英、水晶、玛瑙、光导纤维、沙子的主要成分是石英、水晶、玛瑙、光导纤维、沙子的主要成分是_。SiOSiO2 22.2.结构结构SiOSiO2 2晶体是由晶体是由SiSi和和O O按按_的比例组成的的比例组成的_结构的晶结构的晶体，每个体，每个SiSi与与_个个O O结合，每个结合，每个O O与与_个个SiSi结合。结合。3.3.物理性质物理性质SiOSiO2 2硬度大，熔点硬度大，熔点_，_于水。于水。O OO OO OO OSiSiO O1212立体网状立体网状4 42 2高高难溶难溶4.4.化学性质化学性质SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O _不与水、一般的酸反应不与水、一般的酸反应 与与NaOHNaOH反应反应 SiOSiO2 2 稳定性稳定性 特性特性与氢氟酸反应与氢氟酸反应 具有酸性氧化物具有酸性氧化物的性质的性质 与与CaOCaO反应反应 SiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO CaSiO3 3 高温高温=SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O_三、硅酸三、硅酸硅酸的酸性比碳酸的酸性强还是弱？有哪些主要的化学性质？硅酸的酸性比碳酸的酸性强还是弱？有哪些主要的化学性质？实验室中如何制备硅酸？实验室中如何制备硅酸？1.1.制备制备实验操作实验操作 实验现象实验现象 滴加酚酞后溶液呈滴加酚酞后溶液呈_色，滴加稀盐酸后溶液变为色，滴加稀盐酸后溶液变为_色，有色，有_生成生成 结论结论 NaNa2 2SiOSiO3 3溶液呈溶液呈_性；滴加稀盐酸后反应的化学性；滴加稀盐酸后反应的化学方程式为方程式为_红红无无白色胶状沉淀白色胶状沉淀碱碱NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3 2.2.物理性质物理性质H H2 2SiOSiO3 3是一种是一种_于水的白色胶状物质。于水的白色胶状物质。3.3.化学性质化学性质(1)(1)弱酸性。弱酸性。硅酸酸性比碳酸弱，向硅酸酸性比碳酸弱，向NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中通入溶液中通入COCO2 2气体，反应的气体，反应的化学方程式为化学方程式为_。硅酸只与强碱反应，与硅酸只与强碱反应，与NaOHNaOH溶液反应的化学方程式为溶液反应的化学方程式为_。(2)(2)不稳定性。不稳定性。硅酸受热易分解，化学方程式为硅酸受热易分解，化学方程式为H H2 2SiOSiO3 3 SiO SiO2 2+H+H2 2O O。难溶难溶NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NaO=Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3H H2 2SiOSiO3 3+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2O O=4.4.硅胶硅胶硅胶硅胶 制备制备 H H2 2SiOSiO3 3的溶胶的溶胶硅酸凝胶硅酸凝胶 硅胶硅胶 脱水脱水用途用途 干燥剂、催化剂的载体干燥剂、催化剂的载体四、硅酸盐四、硅酸盐(1)(1)什么是硅酸盐？如何用氧化物形式表示其组成？什么是硅酸盐？如何用氧化物形式表示其组成？(2)(2)你知道玻璃、水泥、陶瓷的制作原料及主要成分吗？你知道玻璃、水泥、陶瓷的制作原料及主要成分吗？1.1.硅酸盐：由硅、硅酸盐：由硅、_和和_组成的化合物的总称。组成的化合物的总称。2.2.组成的表示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。例如：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如：硅酸钠硅酸钠(Na(Na2 2SiOSiO3 3) )：_。长石长石(KAlSi(KAlSi3 3O O8 8) )：_。氧氧金属金属NaNa2 2OSiOOSiO2 2K K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 23.3.性质性质硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。质很稳定。4.4.最简单的硅酸盐最简单的硅酸盐NaNa2 2SiOSiO3 3NaNa2 2SiOSiO3 3 物理性质物理性质 白色固体，易溶于水白色固体，易溶于水 俗名泡花碱，水溶液称俗名泡花碱，水溶液称_化学性质化学性质与酸与酸( (盐酸、碳酸等盐酸、碳酸等) )反应，生成硅反应，生成硅酸凝胶酸凝胶 用途用途 能制备硅胶和木材防火剂能制备硅胶和木材防火剂水玻璃水玻璃 5.5.三种常见的硅酸盐产品三种常见的硅酸盐产品硅酸盐硅酸盐产品产品 原原 料料 主要设备主要设备 主主 要要 成成 分分 水泥水泥 玻璃玻璃 陶瓷陶瓷 石灰石、黏土石灰石、黏土水泥回转窑水泥回转窑纯碱、石灰石纯碱、石灰石和石英和石英玻璃窑玻璃窑 黏土黏土硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2CaOSiO2 2硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO3CaOSiO2 2铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3 NaNa2 2OCaO6SiOOCaO6SiO2 2 6.6.其他含硅的物质其他含硅的物质物质物质性质性质用途用途SiCSiC 俗称俗称_，具有金，具有金刚石结构，硬度很大刚石结构，硬度很大 砂纸、砂轮的磨料砂纸、砂轮的磨料 含含4%4%硅的硅钢硅的硅钢 很高的很高的_变压器铁芯变压器铁芯 硅橡胶硅橡胶 既耐高温，又耐低温，在既耐高温，又耐低温，在-60-60250250保持良好的保持良好的弹性弹性 制火箭、导弹、飞机的制火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料零件和绝缘材料 人工制造分子筛人工制造分子筛( (铝硅酸盐铝硅酸盐) ) 有均匀微孔结构有均匀微孔结构 作作_和催化剂和催化剂 金刚砂金刚砂导磁性导磁性吸附剂吸附剂五、硅单质的结构及性质五、硅单质的结构及性质单质单质SiSi的结构有何特点？有哪些重要的物理性质？有何重要应的结构有何特点？有哪些重要的物理性质？有何重要应用？用？1.1.形态及结构形态及结构形态形态 有晶体硅和无定形硅两大类有晶体硅和无定形硅两大类 结构结构 具有正四面体构型的空间立体网状结构，与具有正四面体构型的空间立体网状结构，与金刚石结构类似金刚石结构类似2.2.主要性质主要性质晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔点晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔点_、硬度、硬度_，有脆，有脆性、导电性，是良好的性、导电性，是良好的_材料。常温下化学性质稳定，材料。常温下化学性质稳定，除氢氟酸和强碱外，不与其他物质发生反应。除氢氟酸和强碱外，不与其他物质发生反应。3.3.重要用途重要用途(1)(1)半导体材料，如硅芯片等。半导体材料，如硅芯片等。(2)(2)新型能源，如光电池等。新型能源，如光电池等。高高大大半导体半导体【正误立判【正误立判】1.1.硅原子既不易失去电子，也不易得到电子，所以在自然界中硅原子既不易失去电子，也不易得到电子，所以在自然界中有大量的单质存在，如水晶。有大量的单质存在，如水晶。( )( )分析：分析：错误。硅原子虽然不易失去和得到电子，但硅是亲氧元错误。硅原子虽然不易失去和得到电子，但硅是亲氧元素，所以硅主要是以氧化物或硅酸盐的形式存在，自然界中不素，所以硅主要是以氧化物或硅酸盐的形式存在，自然界中不存在单质硅。水晶是存在单质硅。水晶是SiOSiO2 2, ,不是单质硅。不是单质硅。2.2.石英是石英是SiOSiO2 2分子直接构成的。分子直接构成的。( ( ) )分析：分析：错误。二氧化硅由错误。二氧化硅由SiSi、O O原子按原子按1212比例构成，晶体中比例构成，晶体中不存在不存在SiOSiO2 2分子。分子。3.SiO3.SiO2 2是酸性氧化物，可与是酸性氧化物，可与H H2 2O O直接化合生成直接化合生成H H2 2SiOSiO3 3。( )( )分析：分析：错误。错误。SiOSiO2 2不溶于水，不能与不溶于水，不能与H H2 2O O直接反应生成直接反应生成H H2 2SiOSiO3 3。制取制取H H2 2SiOSiO3 3应用应用NaNa2 2SiOSiO3 3和酸反应。和酸反应。4.Na4.Na2 2OCaO6SiOOCaO6SiO2 2是一种硅酸盐，由是一种硅酸盐，由NaNa2 2O O和和CaOCaO及及SiOSiO2 2混合混合而成。而成。( ( ) )分析：分析：错误。错误。NaNa2 2O OCaOCaO6SiO6SiO2 2是一种硅酸盐，属于纯净物，是一种硅酸盐，属于纯净物，上述形式只是该硅酸盐的一种氧化物表示形式。上述形式只是该硅酸盐的一种氧化物表示形式。5.5.制水泥、玻璃的共同原料是石灰石。制水泥、玻璃的共同原料是石灰石。( )( )分析：分析：正确。制水泥的原料是石灰石和黏土，制玻璃的原料是正确。制水泥的原料是石灰石和黏土，制玻璃的原料是石灰石、石英和纯碱，二者的共同原料是石灰石。石灰石、石英和纯碱，二者的共同原料是石灰石。6.6.硅是半导体材料，可用于制备光导纤维。硅是半导体材料，可用于制备光导纤维。( )( )分析：分析：错误。硅是半导体材料，但不能用于制备光导纤维，错误。硅是半导体材料，但不能用于制备光导纤维，SiOSiO2 2才是制备光导纤维的主要原料。才是制备光导纤维的主要原料。【课堂探究【课堂探究】一、一、COCO2 2、SiOSiO2 2结构与性质的比较结构与性质的比较二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅 类别类别化学式的意义化学式的意义 物理性质物理性质 与水反应与水反应 酸性氧化物酸性氧化物酸性氧化物酸性氧化物可表示可表示COCO2 2分子的组成分子的组成不能表示不能表示SiOSiO2 2的分子组成，的分子组成，仅表示仅表示SiOSiO2 2中硅原子和氧原中硅原子和氧原子个数之比为子个数之比为12 12 通常状况下为气体，通常状况下为气体，熔、沸点低，可溶于熔、沸点低，可溶于水，比空气密度大水，比空气密度大 坚硬，不溶于水，熔、坚硬，不溶于水，熔、沸点高沸点高 不反应不反应COCO2 2+H+H2 2O HO H2 2COCO3 3 二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅 与酸反应与酸反应 与盐反应与盐反应 与碱反应与碱反应 与与CaOCaO反应反应 不反应不反应只与只与HFHF反应反应4HF+SiO4HF+SiO2 2=SiF=SiF4 4+2H+2H2 2O O COCO2 2+Na+Na2 2COCO3 3+H+H2 2O=O= 2NaHCO 2NaHCO3 3 高温高温=SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 CO CO2 2+Na+Na2 2SiOSiO3 3COCO2 2+2NaOH=+2NaOH= Na Na2 2COCO3 3+H+H2 2O OSiOSiO2 2+2NaOH=+2NaOH= Na Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O COCO2 2+CaO=CaCO+CaO=CaCO3 3高温高温=SiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO CaSiO3 3 【特别提醒【特别提醒】(1)CO(1)CO2 2由分子直接构成，由分子直接构成，SiOSiO2 2由由SiSi、O O原子直接构原子直接构成。成。(2)CO(2)CO2 2可与碱反应，可与碱反应，SiOSiO2 2只与强碱反应。只与强碱反应。(3)(3)氢氟酸能腐蚀玻璃，可用于刻蚀玻璃。氢氟酸能腐蚀玻璃，可用于刻蚀玻璃。【典例【典例1 1】被誉为】被誉为“光纤之父光纤之父”的华人科学家高锟曾荣获诺贝的华人科学家高锟曾荣获诺贝尔化学奖。下列叙述正确的是尔化学奖。下列叙述正确的是( )( )A.COA.CO2 2与与SiOSiO2 2都能跟都能跟H H2 2O O反应生成相应的酸反应生成相应的酸B.SiOB.SiO2 2与与COCO2 2都属于酸性氧化物，都不能与酸反应都属于酸性氧化物，都不能与酸反应C.SiOC.SiO2 2与与COCO2 2( (干冰干冰) )都能够与氢氧化钠溶液反应都能够与氢氧化钠溶液反应D.D.水晶的主要成分是水晶的主要成分是SiCSiC【思路点拨【思路点拨】解答本题应注意以下两点：解答本题应注意以下两点：(1)SiO(1)SiO2 2不与水反应，也难溶于水。不与水反应，也难溶于水。(2)SiO(2)SiO2 2与氢氟酸和与氢氟酸和NaOHNaOH溶液均能反应。溶液均能反应。【解析【解析】选选C C。A A项，项，COCO2 2与水反应，与水反应，SiOSiO2 2不与水反应，也不溶于不与水反应，也不溶于水；水；B B项，项，SiOSiO2 2为酸性氧化物，能与为酸性氧化物，能与HFHF反应，但反应，但COCO2 2不与酸反不与酸反应；应；C C项，项，SiOSiO2 2能与能与NaOHNaOH溶液反应，溶液反应，SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+ +H H2 2O O；D D项，水晶是纯净的项，水晶是纯净的SiOSiO2 2，SiCSiC俗称金刚砂。俗称金刚砂。【警示钟【警示钟】碳和硅原子结构相似，但碳和硅原子结构相似，但COCO2 2和和SiOSiO2 2在结构性质上却在结构性质上却有很大差异。解答此类问题时应注意有很大差异。解答此类问题时应注意SiOSiO2 2的特性，避免机械套的特性，避免机械套用用COCO2 2的性质。的性质。【拓展延伸【拓展延伸】二氧化硅与碳酸盐反应的原理二氧化硅与碳酸盐反应的原理以以SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2为例：为例：该反应之所以能够发生，是因为该反应产生该反应之所以能够发生，是因为该反应产生COCO2 2气体，能脱离气体，能脱离反应体系，从而使反应能继续进行，并不是因为反应体系，从而使反应能继续进行，并不是因为H H2 2SiOSiO3 3的酸性的酸性比比H H2 2COCO3 3强，事实上强，事实上H H2 2COCO3 3的酸性比的酸性比H H2 2SiOSiO3 3强，因为该反应不是溶强，因为该反应不是溶液中进行的复分解反应，而是高温条件下固体间的反应，不能液中进行的复分解反应，而是高温条件下固体间的反应，不能用复分解反应原理来解释。用复分解反应原理来解释。高温高温=【变式备选【变式备选】下列叙述正确的是下列叙述正确的是( )( )A.COA.CO2 2和和SiOSiO2 2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似B.B.因为因为CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2 CaSiO CaSiO3 3+CO+CO2 2，所以硅酸的酸性比碳，所以硅酸的酸性比碳酸强酸强C.COC.CO2 2和和SiOSiO2 2都能与碳反应，且都作氧化剂都能与碳反应，且都作氧化剂D.SiOD.SiO2 2既能和既能和NaOHNaOH反应，又能和反应，又能和HFHF反应，所以二氧化硅属于两反应，所以二氧化硅属于两性氧化物性氧化物高温高温=【解析【解析】选选C C。COCO2 2的熔沸点低，溶于水，的熔沸点低，溶于水，SiOSiO2 2的熔沸点高，硬的熔沸点高，硬度大，不溶于水，两者都是酸性氧化物和其物理性质没有因果度大，不溶于水，两者都是酸性氧化物和其物理性质没有因果关系，关系，A A错；错；CaCOCaCO3 3和和SiOSiO2 2反应是反应是SiOSiO2 2的特殊性质，不能说明的特殊性质，不能说明H H2 2COCO3 3的酸性比的酸性比H H2 2SiOSiO3 3的弱，的弱，B B错；错；SiOSiO2 2和和HFHF反应也是反应也是SiOSiO2 2的特殊的特殊性质，不能说明性质，不能说明SiOSiO2 2是两性氧化物，是两性氧化物，D D错。错。二、硅的制取及含硅化合物的转化二、硅的制取及含硅化合物的转化1.1.单质硅的制取单质硅的制取(1)(1)粗硅的制取。粗硅的制取。2C+SiO2C+SiO2 2 2CO+Si( 2CO+Si(粗硅粗硅) )(2)(2)纯硅的制取。纯硅的制取。Si(Si(粗硅粗硅)+2Cl)+2Cl2 2 SiClSiCl4 4SiClSiCl4 42H2H2 2 Si( Si(纯硅纯硅)+4HCl)+4HCl高温高温=加热加热=高温高温=2.2.硅及其化合物的转化硅及其化合物的转化发生反应的化学方程式为：发生反应的化学方程式为：Si+OSi+O2 2 SiO SiO2 2SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O OCOCO2 2+H+H2 2O+NaO+Na2 2SiOSiO3 3=Na=Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3H H2 2SiOSiO3 3 SiO SiO2 2+H+H2 2O OSiOSiO2 2+2C Si+2CO+2C Si+2CO=高温高温=【特别提醒【特别提醒】(1)(1)硅在高温时能与硅在高温时能与O O2 2发生反应，粗硅制备时，发生反应，粗硅制备时，用焦炭在电炉中隔绝空气还原用焦炭在电炉中隔绝空气还原SiOSiO2 2，且生成，且生成COCO，而不是，而不是COCO2 2。(2)(2)常见单质中，与常见单质中，与NaOHNaOH溶液反应生成溶液反应生成H H2 2的有金属的有金属AlAl、非金属、非金属SiSi。【典例【典例2 2】晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步】晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：骤如下：高温下用焦炭还原二氧化硅制得粗硅；高温下用焦炭还原二氧化硅制得粗硅；粗硅与干燥粗硅与干燥HClHCl气体反应制得气体反应制得SiHClSiHCl3 3: :Si+3HCl SiHClSi+3HCl SiHCl3 3+H+H2 2; ;SiHClSiHCl3 3与过量与过量H H2 2在在1 000 1 000 1 100 1 100 条件下反应制得纯硅。条件下反应制得纯硅。已知已知SiHClSiHCl3 3能与能与H H2 2O O强烈反应，在空气中易自燃。强烈反应，在空气中易自燃。300 300 =请回答下列问题：请回答下列问题：(1)(1)第第步制备纯硅的化学反应方程式为步制备纯硅的化学反应方程式为_。(2)(2)粗硅与粗硅与HClHCl反应完全后，经冷凝得到的反应完全后，经冷凝得到的SiHClSiHCl3 3( (沸点沸点33.0)33.0)中含有少量中含有少量SiClSiCl4 4( (沸点沸点57.6)57.6)和和HClHCl( (沸点沸点-84.7)-84.7)，提纯，提纯SiHClSiHCl3 3的方法为的方法为_。(3)(3)用用SiHClSiHCl3 3与过量与过量H H2 2反应制备纯硅的装置如图所示反应制备纯硅的装置如图所示( (热源及夹热源及夹持装置均已略去持装置均已略去) )：装置装置B B中的试剂是中的试剂是_。装置装置C C中的烧瓶需要加热，其目的是中的烧瓶需要加热，其目的是_。【思路点拨【思路点拨】解答本题应注意以下两点：解答本题应注意以下两点：(1)SiHCl(1)SiHCl3 3沸点低，容易汽化。沸点低，容易汽化。(2)SiHCl(2)SiHCl3 3与与H H2 2反应制备纯硅时，必须在干燥环境中进行。反应制备纯硅时，必须在干燥环境中进行。【解析【解析】(2)(2)根据根据SiHClSiHCl3 3、SiClSiCl4 4、HClHCl沸点不同，可用蒸馏法分沸点不同，可用蒸馏法分离出离出SiHClSiHCl3 3。(3)SiHCl(3)SiHCl3 3能与能与H H2 2O O剧烈反应，所以要进行干燥，根据装置应选剧烈反应，所以要进行干燥，根据装置应选择液态干燥剂浓硫酸。择液态干燥剂浓硫酸。C C装置用水浴加热装置用水浴加热SiHClSiHCl3 3，使其汽化，使其汽化，和和H H2 2进入进入D D装置反应。装置反应。答案：答案：(1)SiHCl(1)SiHCl3 3+H+H2 2 Si+3HClSi+3HCl(2)(2)蒸馏蒸馏(3)(3)浓硫酸浓硫酸 使进入烧瓶中的使进入烧瓶中的SiHClSiHCl3 3汽化汽化1 0001 0001 1001 100=【警示钟【警示钟】(1)(1)石英和焦炭在高温下反应生成石英和焦炭在高温下反应生成COCO，而不是，而不是COCO2 2。(2)(2)粗硅中杂质不是碳单质，而是粗硅中杂质不是碳单质，而是SiCSiC，因为发生反应，因为发生反应C+SiC+SiSiCSiC。(3)(3)制备纯硅时，石英管不能更换为玻璃管。因为高温条件下制备纯硅时，石英管不能更换为玻璃管。因为高温条件下玻璃会软化。玻璃会软化。高温高温=【变式训练【变式训练】单晶硅是制作电子集成电路的基础材料，对硅的单晶硅是制作电子集成电路的基础材料，对硅的纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为：纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为：SiOSiO2 2+2C Si+2CO+2C Si+2COSi+2ClSi+2Cl2 2 SiClSiCl4 4SiClSiCl4 4+2H+2H2 2 Si+4HCl Si+4HCl。下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是( )( )A.A.为置换反应为置换反应B.B.为化合反应为化合反应C.C.均为氧化还原反应均为氧化还原反应D.D.三个反应的反应物中硅元素均被还原三个反应的反应物中硅元素均被还原高温高温=加热加热=高温高温=【解析【解析】选选D D。反应。反应为置换反应，反应为置换反应，反应为化合反应，三为化合反应，三个反应均有元素化合价变化，均属于氧化还原反应，其中反应个反应均有元素化合价变化，均属于氧化还原反应，其中反应和和中硅元素被还原，反应中硅元素被还原，反应中硅元素被氧化。中硅元素被氧化。【牛刀小试【牛刀小试】1 1镁橄榄石镁橄榄石(2MgOSiO(2MgOSiO2 2) )中的阴离子是中的阴离子是( )( )A.SiOA.SiO3 32-2- B.SiO B.SiO4 44-4- C.SiO C.SiO5 54-4- D.SiO D.SiO6 64-4-【解析【解析】选选B B。2MgO2MgOSiOSiO2 2表示成盐的形式为表示成盐的形式为MgMg2 2SiOSiO4 4。因此阴。因此阴离子为离子为SiOSiO4 44-4-。2 2下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.SiOA.SiO2 2溶于水显酸性溶于水显酸性B.COB.CO2 2通入水玻璃中可得到硅酸通入水玻璃中可得到硅酸C.SiOC.SiO2 2是生产水泥的主要原料是生产水泥的主要原料D.D.因高温时因高温时SiOSiO2 2与与NaNa2 2COCO3 3反应放出反应放出COCO2 2，所以硅酸的酸性比碳酸，所以硅酸的酸性比碳酸强强【解析【解析】选选B B。SiOSiO2 2是一种难溶于水的固体，故是一种难溶于水的固体，故A A不正确；生产不正确；生产水泥的原料是黏土和石灰石，水泥的原料是黏土和石灰石，SiOSiO2 2是生产玻璃的主要原料，是生产玻璃的主要原料，C C不正确；不正确；SiOSiO2 2可与可与NaNa2 2COCO3 3在高温条件下反应是因为生成的在高温条件下反应是因为生成的COCO2 2气气体能不断地从反应体系中逸出，从而促进反应进行，而并非因体能不断地从反应体系中逸出，从而促进反应进行，而并非因为为H H2 2SiOSiO3 3酸性比酸性比H H2 2COCO3 3强，强，D D不正确。不正确。3 3下列反应的离子方程式中，不正确的是下列反应的离子方程式中，不正确的是( )( )A.A.二氧化硅和氢氟酸反应：二氧化硅和氢氟酸反应：SiOSiO2 2+4H+4H+ +=Si=Si4+4+2H+2H2 2O OB.B.二氧化硅和氢氧化钾溶液反应：二氧化硅和氢氧化钾溶液反应：SiOSiO2 2+2OH+2OH- -=SiO=SiO3 32-2-+H+H2 2O OC.C.水玻璃中滴入盐酸：水玻璃中滴入盐酸：SiOSiO3 32-2-+2H+2H+ +=H=H2 2SiOSiO3 3D.D.碳酸钡滴加稀硝酸：碳酸钡滴加稀硝酸：BaCOBaCO3 3+2H+2H+ +=Ba=Ba2+2+H+H2 2O+COO+CO2 2【解析【解析】选选A A。A A项氢氟酸为弱酸，书写离子方程式应写分子式，项氢氟酸为弱酸，书写离子方程式应写分子式，正确的离子方程式为正确的离子方程式为SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O；B B、C C、D D项均项均符合反应原理及离子方程式书写要求。符合反应原理及离子方程式书写要求。4.4.下列有关硅及其化合物的说法错误的是下列有关硅及其化合物的说法错误的是( )( )A.A.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料B.B.二氧化硅属于酸性氧化物，不能与任何酸反应二氧化硅属于酸性氧化物，不能与任何酸反应C.C.硅酸可通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，硅酸干凝胶常硅酸可通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，硅酸干凝胶常用作干燥剂用作干燥剂D.D.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，可作木材防火剂硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，可作木材防火剂【解析【解析】选选B B。SiOSiO2 2属于酸性氧化物，但可与属于酸性氧化物，但可与HFHF发生反应发生反应SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O；硅酸可利用可溶性硅酸盐与其他酸；硅酸可利用可溶性硅酸盐与其他酸反应来制取。如反应来制取。如NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3。5.5.已知已知A A是灰黑色的、有金属光泽的固体单质。根据如图所示是灰黑色的、有金属光泽的固体单质。根据如图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。(1)(1)写出写出B B、C C两物质的名称：两物质的名称：B_B_，C_C_。(2)(2)写出写出DBDB的化学方程式：的化学方程式：_。(3)(3)写出写出BCBC的离子方程式：的离子方程式：_。【解析【解析】据据A A是灰黑色的、有金属光泽的固体单质是灰黑色的、有金属光泽的固体单质, ,知知A A是硅，是硅，则则B B是硅酸钠，是硅酸钠，C C是硅酸，是硅酸，D D是二氧化硅。是二氧化硅。答案：答案：(1)(1)硅酸钠硅酸钠 硅酸硅酸(2)SiO(2)SiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O(3)SiO(3)SiO3 32-2-+H+H2 2O+COO+CO2 2=CO=CO3 32-2-+H+H2 2SiOSiO3 3
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