高中化学必修：二氧化硅
高中化学 二氧化硅化学式
二氧化硅化学式-二氧化硅的物理性质和化学性质-二氧化硅的
用途
二氧化硅的物理性质和化学性质
(1)物理性质：无色透明或白色粉末，原子晶体，熔沸点都很高，坚硬难熔，不溶于水，天然的二氧化硅俗称硅石，是构成岩石的成分之一。
(2)化学性质：不活泼
①不与水反应，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。
(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。
②具有酸性氧化物的性质，能跟碱性氧化物或强碱反应。
(实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)
(制玻璃)
③具有弱氧化性
二氧化硅：
①化学式SiO2
②相对分子质量：60
③类别：酸性氧化物
④晶体类型：原子晶体
⑥晶体中粒子间的作用力：共价键
知识点拨：
二氧化硅晶体的结构若在硅晶体结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体 (SiO4)为骨架的二氧化硅的结构，如图所示。
在二氧化硅晶体里，硅原子和氧原子交替排列，不会出现Si—Si键和O—O键，即每个硅原子与四个氧原子形成四个共价键，每个氧原子与两个硅原子形成共价键，因此，二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1：2，二氧化硅的化学式为SiO2.
二氧化硅的用途：
①光导纤维的主要原料
②石英的主要成分是SiO2，纯净的石英可用来制造石英玻璃。
石英晶体中有时含有其他元素的化合物，它们以溶解状态存在于石英中，呈各种颜色。
纯净的SiO2晶体叫做水晶，它是六方柱状的透明晶体，是较贵重的宝石。
水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制造高级工艺品和眼镜片。
③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体，可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品。
二氧化硅的用途高中化学
二氧化硅的用途高中化学二氧化硅的用途是制造玻璃、应时玻璃、水玻璃、光纤、电子工业的重要零件、光学仪器、工艺品和耐火材料，是科学研究的重要材料。
一、二氧化硅的用途。
1、平板玻璃、玻璃制品、铸造用砂、玻璃纤维、陶瓷色釉、喷砂防锈、过滤用砂、熔剂、耐火材料、轻质泡沫混凝土制造。
二氧化硅用途广泛。
自然界中稀有的晶体可用于制造电子工业中的重要元件、光学仪器和工艺品。
2、二氧化硅是制造光纤的重要原料。
一般来说，相对纯的应时可以用来制造应时玻璃。
应时玻璃的膨胀系数很小，相当于普通玻璃的1/18、可以承受剧烈的温度变化，并具有良好的耐酸性(除了HF)。
因此，应时玻璃常被用来制造耐高温的化学仪器。
石英砂常被用作玻璃原料和建筑材料。
二、二氧化硅的化学性质。
1、化学性质相对稳定。
不溶于水，不与水反应。
是一种酸性氧化物，不与普通酸反应。
气态氟化氢与二氧化硅反应生成气态四氟化硅。
与热强碱溶液或熔融碱反应生成硅酸盐和水。
在高温下与各种金属氧化物反应生成硅酸盐。
用于制造应时玻璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、光纤、陶瓷等。
2、二氧化硅的性质是不活泼的，除热浓磷酸外，不与卤素、卤化氢、硫酸、硝酸、高氯酸反应，氟、氟化氢除外。
常见的浓磷酸(或焦磷酸)在高温下能腐蚀二氧化硅，产生杂多酸[2]，熔融的硼酸盐或硼酐在高温下也能腐蚀二氧化硅。
鉴于这一特性，硼酸盐可用作陶瓷烧制中的熔剂。
3、此外，氟化氢也可以是能溶解二氧化硅生成水溶性氟硅酸的酸：SiO4HF=SiF42HO。
综上所述，二氧化硅的用途是制造玻璃、应时玻璃、硅酸钠、光纤、电子工业的重要零件、光学仪器、工艺品和耐火材料，是科学研究的重要材料。
二氧化硅，也称为硅石，化学式为SiO。
自然界中有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。
高中化学《二氧化硅》ppt示范课
3、玻璃的主要成分之一是二氧化硅， 能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻 璃和雕花玻璃的物质是 ( C ）
A、烧碱 C、氢氟酸
B、纯碱 D、盐酸
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4、除去二氧化硅固体中混有的CaCO3固 体,方法正确的是( C ) A 加水,过滤 B 加热 C 加盐酸,过滤 D 加NaOH溶液,过滤
高温
④ Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑
高温
⑤ CaCO3 +SiO2 === CaSiO3 + CO2↑
高温
⑥ SiO2 + 2C === Si + 2CO↑
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1 下列叙述正确的是 ( C )
A．CO2 和 SiO2 都是酸性氧化物，所以 两者物理性质相似
B．因为 CaCO3＋SiO2=高==温==CaSiO3＋ CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
C．CO2 和 SiO2 都能与碳反应，且都作 氧化剂
D．SiO2 既能和 NaOH 反应，又能和 HF 反应，所以二氧化硅属于两性氧化物
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2、下列说法正确的是（ B ） A．SiO2溶于水显酸性 B．CO2通入水玻璃(硅酸钠的水溶液） 可得硅酸 C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何 酸 D．SiO2晶体中存在单个SiO2分子
中，与其他矿物共同构成了岩石。 地球上存在的天然二氧化硅
约占地壳质量的12％。
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天 然 的 二 氧 化 硅
硅石
水晶
结晶形
（石英晶体） 玛瑙
无定形——硅藻土
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石 英
紫水晶
黄水晶
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2 二氧化硅结构
高中化学-硅及二氧化硅
实验室有六种试剂，根据 它们各自的性质，必须选择适 当的试剂瓶盛放，请在对应的 各种试剂瓶和所装试剂之间进 行连线。
试剂 二氧化硅 氢氧化钠溶液 硝酸银晶体 氢氟酸 浓硫酸 氯水
试剂瓶 细口磨口塞 广口瓶 棕色细口磨口塞 细口橡皮塞 棕色广口瓶 细口塑料瓶
3、二氧化硅的用途
制光导纤维
石英制品
硅酸及硅酸盐
(1)硅酸：硅酸、原硅酸都不溶于水，属 于弱酸，其酸性比碳酸弱：
Na2SiO3+2HCl+H2O=2NaCl+H4SiO4↓
H4SiO4===H2SiO3+H2O(易) Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H4SiO4↓
（2）硅酸盐
结构复杂 种类繁多 用二氧化硅和金属氧化
物的形式表示其组成
5、工业制粗硅：
高温
SiO2+2C===Si+2CO
粗硅提纯 Si+2Cl2===SiCl4
*
SiCl4+2H2===Si+4HCl
能溶解硅且能放出氢气的是
（ C、D ）
A、浓盐酸
B、稀硫酸
C、氢氟酸
D、浓烧碱
6、用途：
高纯硅：半导体材料。 变压器铁芯
合金 （含硅4%的钢有导磁性） 耐酸设备
（含硅15%左右的钢有耐 酸性）
有三种元素X、Y、Z。X和Y位于周期表的同 一周期，可形成共价化合物XY2，此化合物在常 温下为气态。 Z和 X为同族元素，Z和 Y可形成 共价化合物 ZY2，此化合物在常温下为固态。 X 的单质跟 ZY2反应可生成Z的单质。Z的一种晶体 是很好的半导体材料。根据以上事实判断X、Y、 Z各为什么元素，写出上述有关反应的化学方程 式。
高中化学-硅和二氧化硅-教材分析
教材分析
1、教材的内容
本节教材由两部分内容组成。
依次按“硅单质和二氧化硅→硅酸、硅酸盐→”顺序编排，重点介绍SiO2的性质和用途。
本节教材可用两个课时完成，本课内容为第一课时。
从内容安排来看，两部分知识都强调先让学生根据身边的例子和书本大量的彩图感性认识相关的性质，作出猜测，然后通过实验或例子得出性质，有利于吸引学生的兴趣和接受新的知识。
硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域有广泛的用途，在半导体、计算机、建筑、通讯以及宇宙航行、卫星等方面大显身手，因此它们的应用前景十分广阔；硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位。
因此选取硅作为材料家族中的元素的开篇。
硅是地壳的基本骨干元素，硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域的应用前景十分广阔，硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位，所以介绍硅及其化合物，突出了它在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值。
学生通过对硅的学习为以后学习元素化合物知识内容打下良好的基础。
2、教材的地位与作用
《硅无机非金属材料》是鲁科版高中化学必修一第四章第一节的内容，本节是常见无机物及其性质等知识的继续，通过本节的学习也为学习元素周期律奠定了基础。
硅及其化合物是学生在日常生活中所熟悉的物质，硅在非金属材料、信息技术、光电技术等领域有着十分广泛的应用；这就更加突出了它在社会发展历程中、信息化社会中的重要性、广泛性和应用的前瞻性；通过硅及其化合物知识的学习，学生对生活中常见的物质有了进一步的了解与认识，开阔了眼界，更加密切了化学与生活，化学与社会的联系。
3、教学重点和难点：
硅、二氧化硅的化学性质，硅材料的发展对人类进步的贡献。
高中化学人教版必修1：4.1.1 二氧化硅和硅酸含解析
授课提示：对应学生用书 119 页
[练基础]
1．下列物质的主要成分不是 SiO2 的是( ) A．石英 B．水晶 C．金刚砂 D．玛瑙 答案：C 2．下列反应不能一步完成的是( ) A．SiO2―→Na2SiO3 B．SiO2―→H2SiO3 C．SiO2―→CaSiO3 D．H2SiO3―→SiO2 解析：二氧化硅可与氢氧化钠直接反应生成硅酸钠；氧化钙可与二氧化硅在高温下反应 生成硅酸钙；硅酸可直接加热分解生成二氧化硅，故只有 B 符合题意。 答案：B 3．除去 SiO2 中混有少量生石灰和石灰石，有如下操作： ①加水溶解 ②加水煮沸 ③过滤 ④加稀盐酸 ⑤加稀 H2SO4，正确的操作顺序是 () A．①③ B．④③ C．⑤③ D．②③ 解析：加稀盐酸与 CaO、CaCO3 反应生成 CaCl2 溶液，然后过滤得到 SiO2 固体。注意不 能选用稀 H2SO4，因 CaSO4 微溶，不易分离出 SiO2。 答案：B 4．下列叙述正确的是( ) A．CO2 与 SiO2 都能跟 H2O 反应生成相应的酸 B．SiO2 与 CO2 都属于酸性氧化物，都不能与酸反应 C．SiO2 与 CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应 D．水晶的主要成分是 SiC 解析：A 项，CO2 与水反应，SiO2 与水不反应，也不溶于水；B 项，SiO2 为酸性氧化物， 能与氢氟酸反应，但 CO2 不能与酸反应；D 项，SiC 俗称金刚砂。 答案：C 5．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是( )
-1-
A．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出 B．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解 C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成 D．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入 氢氧化钠溶液中看其是否溶解 解析：SiO2 不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3 均可溶于盐酸，且 CaCO3 溶于 盐酸有气泡生成，SiO2 可以溶于 NaOH 溶液。 答案：D 6．下列关于硅酸的说法正确的是( ) A．硅酸可以通过 SiO2 和水的化合反应制得 B．用反应 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性 酸的原理 C．硅酸难溶于水，不能与 NaOH 溶液反应 D．硅胶可用作袋装食品的干燥剂 解析：SiO2 不溶于水也不能与水反应生成硅酸，A 项错误；B 项中反应是利用了强酸制弱 酸的原理，B 项错误；硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C 项错误。 答案：D 7．下列关于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的说法不正确的是( ) A．两者均为弱酸 B．两者均可使紫色石蕊试液变红色 C．CO2 气体通入 Na2SiO3 溶液中可以制得硅酸 D．两者受热时均可以分解 解析：硅酸不能使紫色石蕊试液变红，B 错误。因为 H2CO3 酸性强于 H2SiO3，故可以用 H2CO3 制备 H2SiO3：CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓。 答案：B 8．下列说法正确的是( ) A．硅酸不溶于水，因此不与 NaOH 溶液反应
人教版高中化学第一册必修二氧化硅
二氧化硅
一、教案设计思路：
本节课的内容与学生生活联系比较紧密，教师用含二氧化硅的实物、光导纤维、“中国芯”等，创设
贴近学生生活的教学情竟，激发学生的学习热情和兴趣。
主要采用了学生讨论、自学、教师引导、归纳，并同已学知识相比较的教学方法，目的是为了让学生更多地参予教学，并在学习的过程中培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力。
由于在初中已学过有关碳及其化合物的知识，采用对比的学习方法，可以使
学生温故而知新。
二、教学目标：
知识与技能：
1、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及二氧化硅的重要性质。
2、了解工业上高纯硅的制备方法。
3、了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。
过程与方法目标：
通过碳与硅，二氧化碳与二氧化硅的对比学习，培养学生的推理、归纳、迁移能力。
情感与态度目标：
通过硅和二氧化硅的用途的学习，让学生体会到化学与社会的紧密联系，增强学生学习化学的情感需要。
三、教学重点：
硅和二氧化硅的化学性质
四、教学难点：
硅和二氧化硅的化学性质
五、教学用具：
多媒体辅助教学
玛瑙饰品、石英钟、石英眼镜，盐酸、硅酸钠溶液、试管、胶头滴管。
六、教学方法：
自主学习教学和探究式教学相结合
七、教学过程。
二氧化硅的分子结构
二氧化硅的分子结构二氧化硅（SiO2）是一种无机化合物，也是地球上最常见的多元摩尔物质之一、它具有重要的物理和化学性质，并具有多种不同的结构形式。
首先，我们来讨论最常见的结构形式-结晶的二氧化硅。
这种结构由硅原子和氧原子的排列组成，呈现出网络状结构。
每个硅原子周围都被四个氧原子包围，每个氧原子也被两个硅原子包围。
硅原子和氧原子通过共价键相连接，每个氧原子与一个硅原子的两个键相连。
这种结构被称为四配位六方密堆积结构，也被称为石英结构。
在这种结构中，硅和氧原子以等价的方式进行排列，形成由硅和氧原子交替排列的三维网络。
另一种常见的二氧化硅结构形式是非晶态二氧化硅，也被称为无定形二氧化硅。
与结晶二氧化硅不同，非晶态二氧化硅缺乏长程的有序结构。
在非晶态二氧化硅中，硅和氧原子以随机的方式分布，形成短程有序结构。
这种结构在材料中广泛存在，包括玻璃、凝胶和无机纳米材料。
此外，二氧化硅还可以存在于其他一些结构形式中，例如过渡态氧化物（如M2O）和多晶结构。
这些结构形式具有独特的物理和化学性质，并在各种应用中发挥着重要作用。
在化学反应中，二氧化硅可以与其他化合物发生反应，形成复杂的化学结构。
例如，当二氧化硅与碱性溶液反应时，可以形成硅酸盐盐。
这些盐可以用于制备各种具有特定性质的材料，如水泥、陶瓷和邮票。
总之，二氧化硅具有多种结构形式，最常见的是结晶和非晶态结构。
结晶二氧化硅以石英结构为特征，具有长程的有序性，而非晶态二氧化硅缺乏长程的有序性。
每种结构形式都具有独特的物理和化学性质，并在各种领域中发挥着重要作用。
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用硅原子排成的汉字“中国”
三. 硅
1.硅的制备
制粗硅：SiO2 + 2C
硅提纯：Si + 2Cl2 SiCl4 + 2H2
高温Si + 2CO ↑
高S温iCl4（液态） Si高+温 4HCl
2.物 理 性 质
灰黑色、有金属光泽、 硬而脆的固体。熔沸点高， 硬度大，难溶于水。
硅晶体的导电性介于 导体和绝缘体之间，是一 种重要的半导体材料。
硅晶体制品
3.化学性质
（1）常温下，性质稳定，与氧气、氯气、硝硫酸等 都很难反应。
（2）加热高温条件下，与氧气、氯气等反应。 Si + O2 高温 SiO2 Si + 2Cl2 高温 SiCl4（液态）
（1）常用于制造耐高温的化学仪器。
（2）制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃 的生产
（3）在光学仪器、电子工业等方面广泛应用
• （4）制石英玻璃，是光导纤维的主要原料
二、光导纤维
光导纤维
光导纤维的应用
（1）光纤通信（光缆）： 是利用激光作载波由光导纤维传送信息 的有线通信方式。
(2)医生的好助手： 光导纤维可以用于食道﹑胃等深 部探查内窥镜的光学元件和外科 手术激光刀。
二氧化硅 与
信息材料
一.二氧化硅
1.存在形式：沙子、石英、水晶、硅 藻土
2.性 质
二氧化硅
状态
固态
硬度
大
性
熔沸点
很高
质 化
与水
不反应
学 与碱溶液 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
性 质 与碱性氧化
物
SiO2结构：立体网状结构 结构单元：正四面体
4.二氧化硅的用途
4.硅的用途
（1）用于制造硅芯片、集成电路、晶体 管、硅整流器等半导体器件
（2）制造太阳能仪器装置
（3） 制造硅合金
２.要除去SiO2中混有的少量杂质
CaCO3，最适宜的试剂是 ( Ｂ )
A.水
B.盐酸
C.稀硫酸
D.氢氧化钠溶液。