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第一节无机非金属材料的主角——硅（第二课时）基础知识导航一、硅酸（H2SiO3）：1、物理性质：不溶于水的白色胶状物，能形成硅胶，吸附水分能力强。2、化学性质：H2SiO3是一种弱酸，酸性比碳酸还要弱，其酸酐为SiO2，但SiO2不溶于水，故不能直接由SiO2溶于水制得，而用可溶性硅酸盐与酸反应制取：（强酸制弱酸原理）Na2SiO3＋2HCl＝2NaCl＋H2SiO3↓Na2SiO3＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3（此方程式证明酸性：H2SiO3＜H2CO3）3、用途：硅胶作干燥剂、催化剂的载体。二、硅酸盐1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质：Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓（有白色沉淀生成）传统硅酸盐工业三大产品有：玻璃、陶瓷、水泥。2、硅酸盐组成的表示方法盐化学式法氧化法先写金属氧化物，再写二氧化硅，最后写水。要点导悟重难点硅酸盐组成的表示方法：硅酸盐由于组成比较复杂，常用氧化物的形式表示。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。硅酸钠：Na2SiO3Na2O·SiO2硅酸钙：CaSiO3CaO·SiO2高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O正长石：KAlSiO3不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2典型题解析例1．下列两个反应的反应原理是否存在矛盾?为什么?①Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3②SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑答案：不矛盾；要点提示：本题利用CO2、SiO2、Na2SiO3、H2CO3、H2SiO3等化合物的性质，考查同学们的逻辑推理能力以及思维的敏捷性和深刻性。反应①是在溶液中进行的反应，反应之所以能够发生，是由于酸性H2CO3＞H2SiO3，反应符合“强酸制弱酸”的复分解反应原理；而反应②是在高温熔融状态下的反应，由于CO2可从熔融体中逸出，使得反应可以发生，而与酸性H2CO3＞H2SiO3无关。①是在水溶液中进行的复分解反应，②是固体与固体之间的反应（非水条件）；①是常温下的反应，②是高温条件下的反应。两个反应的条件不同，实质上没有可比性，因为它们的反应原理、反应条件与本质均不同。例2、(1)为什么实验室不用带玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液？应用什么样的塞子？实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？(2)SiO2不溶于水，由SiO2如何来制取H2SiO3？答案：(1)用玻璃盖存放NaOH时会生成Na2SiO3，Na2SiO3是矿物胶，长时间将瓶盖与瓶粘住，故不可。应用胶塞。因为HF与玻璃成分SiO2反应，故也不可用玻璃瓶保存氢氟酸。(2)可将SiO2制成硅酸盐，硅酸盐再与强酸反应生成H2SiO3。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2ONa2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓例3、正长石的化学式为KAlSi3Ox，请确定x值，并把正长石写成氧化物的形式。分析：x值可用化合价的代数和等于零确定：在硅酸盐-正长石中，钾为+1、铝为+3、硅为+4、氧为-2价写成氧化物时，要特别注意元素守恒，即写成氧化物前后各种元素的原子数相等。解答：(+1)+(+3)+3×(+4)+x×(-2)=0，解得：x=8。氧化物形式是：2KAlSi3O8→K2O·Al2O3·6SiO2。即时训练：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，此处所措的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。例如钾长石（KalSi3O8）风化生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，此后反应的离子方程式为：2KalSi3O8+2H2CO3+9H2O==2KHCO3+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4.（1）将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形成①KalSi3O8______________________②Al2Si2O5(OH)4______________________（2）上述反应能够发生的原因是____________________________________________。要点提示：（1）将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，只需将除O以外所有的元素写出其常见氧化物，并用“·”将它们合起来，但需注意各种原子个数比符合原来的组成。在某种（或几种）氧化物前加合适系数。①KalSi3O8K2O·Al2O3·6SiO2②Al2Si2O5(OH4)Al2O3·2SiO2·2H2O（2）分析反应前后物质的种类，可知属于酸与盐发生的复分解反应，是由于酸H2CO3＞H4SiO4。发生了较强的酸制较弱的酸反应。答案（1）①K2O·Al2O3·6SiO2②Al2O3·2SiO2·2H2O（2）较强的酸能制较弱的酸反应。练习1、下列物质的成分不含硅酸盐的是（）A．石英玻璃B．陶瓷C．普通水泥D．砖瓦2、Na2O∙CaO∙6SiO2是一种（）A．含氧酸B．硅酸盐C．氧化物D．混合物3、已知普通玻璃可用Na2O.CaO.6SiO2来表示，则其中Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的物质的量之比为：（）A．1：1：6B．1：1：4C．2：1：6D．2：1：44、有关硅元素的下列叙述中正确的是（）A．硅与任何酸都不反应B．硅是构成矿物岩石的主要原料，其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐C．硅的性质很稳定，能以游离态存在于自然界D．常温时硅不与任何物质反应5、下列物品或设备：①水泥路桥、②门窗玻璃、③水晶镜片、④石英钟表、⑤玛瑙手镯、⑥硅太阳能电池、⑦光导纤维、⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是（）A．⑥⑧B．①②⑦⑧C．①②③④⑤⑦D．全部6、水处理中常使用的一种无机高分子絮凝剂的化学式可表示为[Al2(OH)nClm∙yH2O]x，式中m等于（）．3-nB．6-nC．6+nD．3+n7、下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确．．．的是（）A．这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质8、工业上制造金钢砂的化学方程式如下：SiO2+3C=SiC+2CO↑，在这个氧化还原反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为（）A．1：2B．2：1C．5：3D．3：59、向下列溶液滴加稀盐酸，生成白色沉淀，继续滴加稀盐酸，沉淀又溶解的是()。A.Na2SiO3B.BaCl2C.AgNO3D.NaAlO210、假设SiO2晶体中部分Si原子被Al原子取代，不足的价数由K原子补充，当有25%的硅原子被铝原子取代时，可形成正长石，则正长石的化学组成为()。A.KAlSi3O8B.KAlSi2O6C.KAlSiO4D.KAlSi4O1011、三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡患者的胃酸过多症，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。三硅酸镁晶体的化学式为Mg2Si3O8∙nH2O。（1）用氧化物形式表示三硅酸镁的化学式。（2）写出该药物中和胃酸的化学方程式。12已知CO和H2的混合气体称为水煤气，可由碳与水蒸气在高温下反应生成。如下图：高温反应①高温反应②燃烧反应③已知：单质E可作为半导体材料，化合物F是有毒的氧化物，C为液态。据此，请填空：（1）氧化物A是（2）化合物F是（3）反应②的化学方程式是（4）反应③的化学方程式是练习答案：1A2B3B4B5C6B7D8A9D10A11（1）2MgO∙3SiO2∙nH2O（2）2MgO∙3SiO2∙nH2O+4HCl==2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O12、（1）SiO2（2）CO高温（3）C+H2O==CO+H2点燃（4）2H2+O2==2H2O氧化物A单质B氧化物C单质E化合物F单质G单质H