硅和硅的化合物
硅及硅的化合物
KAlSi3O8
钙沸石
正长石
硅酸盐在陶瓷中的应用
硅酸盐工业
1、玻璃： 原料：纯碱、石灰石和石英
Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑ 主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （Na2O•CaO•6SiO2）
2、水泥：主要原料：粘土和石灰石
水晶
玛瑙
石英：耐高温化学仪器、石英电子表 石英钟
水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、 高级工艺品和眼镜片
玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品
石英玻璃有许多特殊性质， 如能高度透过可见光和紫 外光，膨胀系数小，能经 受温度的剧变。因此可做 紫外灯和光学仪器。
二氧化硅的化学性质
与酸反应：
玻璃的主要成分是SiO2，化学性质不活泼， 不与水反应，不与除HF外的酸反应，所以在生 活中常用HF来雕刻玻璃。
• SiF4无色,刺激性气味,再水中强烈水解(气相产 物:F3SiOSiF3)
• 四氟化硅的制备： • CaF2+H2SO4----CaSO4+2HF • SiO2+4HF----SiF4+2H2O • SiF4与HF相互作用生成酸性较强的氟硅酸： • 2HF+ SiF4----H2(SiF6) • H2（SiF6）游离态易分解,水溶液稳定,具有强酸性
思考与交流：CO2＋H2O＝H2CO3，我们知道SiO2不 能（1直）接制和取水化合成H2SiO3，那怎样制原备理 H2SiO3呢？
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ 强酸制弱酸
现象 红色逐渐消失，且有白色胶状沉淀生成
结论
硅和硅的化合物
中学化学竞赛试题资源库——硅和硅的化合物A组1．下列属于纯净物的是A 蓝宝石B 钢化玻璃C 王水D 氮化硅2．科索沃战争中，北约部队使用了大量的石墨炸弹，石墨炸弹的主要目标是A 发电厂B 医院C 机械厂D 化学武器库3．下列关于硅和硅的化合物叙述不正确的是①硅晶体的结构和金刚石相似，都是原子晶体；②硅是地壳中含量最多的元素；③单晶硅是良好的半导体材料；④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料；⑤二氧化硅分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的；③二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。
A ①②③B ①⑤⑥C ③④⑤D ②⑤⑥4．生石灰中往往含有CaCO3和SiO2杂质，若检验是否存在这两种杂质，最适宜的试剂是A 氟化氢B 浓硫酸C 盐酸D 苛性钠5．某氧化物X难溶于水，能熔于熔融态的烧碱，生成易溶于水的化合物Y，将少量Y溶液滴入盐酸中，最终能生成一种白色的胶状沉淀，则X是A MgOB Al2O3C SiO2D P2O56．能与NaOH溶液反应的原子晶体是A 铝B 金刚石C 硅D 二氧化硅7．地壳中含量第一、第二两种元素之间形成的化合物，不具有的性质是A 可与碳酸钠反应B 熔点较高C 与水作用生成相应的酸D 与碳在电炉中共热可生成两种元素中的一种单质8．关于硅的下列叙述中，不正确的是A 在自然界中，硅既能以游离态形式存在，又能以化合态形式存在B 在硅晶体中，含有由共价键形成的硅原子环，其中最小的环上有6个硅原子C 常温下，硅可以与氟气、强碱溶液起反应D 在加热条件下，硅可与氧气、氯气、硝酸等物质反应9．下列叙述中错误的是：A 石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成份都是SiO2B SiO2是通讯材料光导纤维的主要成份C 氧化铝陶瓷，氮化硅陶瓷都是主要的高温结构陶瓷D 含硅4%（质量分数）的钢，可制变压器铁芯10．下列关于硅和二氧化硅的叙述不正确的是A 晶体硅和二氧化硅晶体的结构都类似于金刚石B 晶体硅和二氧化硅晶体都常用来制造电子部件C 硅和二氧化硅都不与酸（氢氟酸除外）反应D 硅和二氧化硅都广泛存在于自然界中，天然单质硅叫硅石11.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。
硅及硅的化合物相关化学知识点
高中化学：硅及硅的化合物考点一：硅的存在例1：下列叙述中，正确的是（）A．自然界中存在大量的单质硅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．自然界中二氧化硅都存在于石英中解析：自然界中硅的含量很高，但都是以化合态形式存在，A选项错误；硅是亲氧元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸盐形式存在，如石英、水晶、硅石等主要成分都是二氧化硅，C项正确，D项错误；二氧化硅的性质很稳定，C项错误。
答案：B点评：二氧化硅虽然能够和碱性氧化物、碱溶液反应，但不能说明二氧化硅的化学性质就活泼。
变式训练1：下列物质中，主要成分不是SiO2的是（）A．刚玉B．玛瑙C．水晶D．石英考点二：SiO2的性质例2：下列叙述正确的是( )A．因为有反应Na2CO3+SiO2=高温=Na2SiO3+ CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又能溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸解析：根据酸盐之间复分解反应进行的方向判断酸性强弱一般是在常温湿态下适用，在高温干态下不适用，事实上碳酸酸性比硅酸强，故A项错误；CO2和SiO2属不同类型晶体，在物理性质方面有很大差异，故B项错误；SiO2与氢氟酸反应，不属于酸性氧化物的通性，故C项错误；SiO2虽属于酸性氧化物，但不能直接与H2O反应生成H2SiO3，D项正确。
答案：D点评：Si02高温下能与碳酸盐反应，不能说明硅酸的酸性比碳酸强，而是遵循高沸点物质制低沸点物质的原理，又由于CO2是气体，生成后脱离反应体系，使反应向右进行彻底。
变式训练2-1：下列有关说法正确的是( )A．CO2与水反应生成碳酸，是酸性氧化物；SiO2不能与水反应生成相应的硅酸，不是酸性氧化物B．NaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放C．除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水D．粗硅制备时，发生的反应为：SiO2+ C＝Si + CO2↑例2-2：熔融烧碱应选用的器皿是（）A.石英坩埚B.普通玻璃坩埚C.生铁坩埚D.刚玉坩埚解析：石英坩埚和普通玻璃坩埚中都含有SiO2，烧碱能与SiO2发生如下反应：SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；刚玉坩埚的主要成分是Al2O3，也能与NaOH 反应：Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O。
高一化学《硅》课件
硅元素是地壳中第二丰富的元素， 仅次于氧元素
硅元素在岩石、矿物、土壤、植物 和动物中都有存在
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硅元素主要以二氧化硅、硅酸盐等 形式存在
硅元素在自然界中主要以硅酸盐的 形式存在，如石英、长石、云母等 矿物
物理性质：无色透明，硬度高，熔 点高，导电性差
应用：广泛应用于半导体、太阳能 电池、光纤等领域
硅烷醇：SiH3OH，无色液体，易溶于水
硅烷醇醚：SiH3O-CH2-，无色液体，易 溶于水
硅烷醇盐：SiH3O-，无色液体，易溶于 水
硅烷醇酮：SiH3O-CH2-CO-，无色液体， 易溶于水
硅在高科技领域的 应用
硅是半导体工业的主要材料 硅的物理性质：导电性、热导率、光学性质等 硅的化学性质：稳定性、耐腐蚀性等 硅在半导体工业中的应用：集成电路、太阳能电池、LED等
三氧化二硅是一 种重要的半导体 材料，广泛应用 于电子、光学等 领域
硅的氧化物在自 然界中广泛存在， 如石英、硅藻土 等
硅酸酐：硅酸酐是硅酸和硅酸盐的统称，包括硅酸、硅酸盐等 硅酸酐的性质：硅酸酐具有很强的酸性，能与碱反应生成硅酸盐 硅酸酐的应用：硅酸酐广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等领域
硅酸酐的制备：硅酸酐可以通过硅酸盐与酸反应、硅酸盐与碱反应等方式制备
硅对土壤的影响：硅是土壤中重要的微量元素，可以改善土壤结构，提高土壤肥力。 硅对水体的影响：硅可以降低水体中的重金属含量，改善水质。 硅对生物的影响：硅是生物体必需的微量元素，可以促进生物体的生长和发育。 硅对环境的影响：硅可以改善土壤和水体的环境，提高生物多样性。
硅元素是人体必需的微量 元素之一
未来展望和总结
硅材料在半导体领域的应用将更加广泛，如高性能计算、人工 智能等领域
硅知识点总结
硅及其化合物年月日硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，常见的是二氧化硅、硅酸盐等。
硅的原子结构示意图为，硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，硅原子最外层有4个电子，既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。
1、单质硅（Si）：（1）物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。
（2）化学性质：①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
Si＋O2SiO2Si＋2Cl2SiCl4（3）用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
（4）硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl2、二氧化硅（SiO2）：（1）SiO2的空间结构：立体网状结构，SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。
（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。
（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应：①与强碱反应：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。
②与氢氟酸反应[SiO2的特性]：SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O（利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。
③高温下与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO CaSiO3（4）用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
硅的化合物
硅的化合物
硅是一种重要的元素，它与许多其他元素形成了各种化合物。
在我们日常生活中，我们经常使用硅的化合物，例如硅酸盐、硅胶等。
硅酸盐是一种由硅酸和金属离子组成的化合物。
硅酸盐在地球上广泛存在，是构成地壳的重要组成部分。
人们从古代就开始使用硅酸盐，例如建筑材料中的石灰石、花岗岩等。
硅酸盐还可以用于陶瓷制造、玻璃制造等行业。
硅胶是一种非晶态的二氧化硅化合物。
硅胶具有很强的吸附能力，在化学、电子、医药等领域广泛应用。
例如，在化学实验中，硅胶可以用于分离和纯化化合物；在电子行业中，硅胶可以用于制造电子元件；在医药领域中，硅胶可以用于制造缓释药物等。
除了硅酸盐和硅胶，硅还可以与氧、碳、氮等元素形成各种化合物。
例如，二氧化硅是一种由硅和氧元素组成的化合物，广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥等行业。
硅卡宾是一种由硅和碳元素组成的化合物，具有很强的反应活性，可以用于有机合成等领域。
氨基硅烷是一种由硅、氮和氢元素组成的化合物，可以用于表面修饰、涂料、油墨等领域。
硅还可以形成一些特殊的化合物，例如硅氧烷、硅氧烷烃基等。
这些化合物具有很强的化学稳定性和热稳定性，在高温、高压等极端
环境下仍能保持稳定。
总的来说，硅的化合物具有很广泛的应用领域，涉及到建筑、化学、电子、医药等各个领域。
随着科技的不断发展，人们对硅化合物的研究和应用也会越来越深入。
硅和硅的化合物
SiO2晶体的空间结构： 正四面体型，立体网状结构。SiO2直接由 原子构成，不存在单个SiO2分子。SiO2只是组 成简式，不是分子式。 每个Si原子周围结合 4个O原子，Si在中心，O在 4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O原子相 连接，每个 为 个 面体所共有，即每个 与 个 相 合 连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O与2个Si相结合。
2
用途： ① 氧 硅 制造高 能 ①二氧化硅是制造高性能通讯材料 材料——光导纤维的重要原料。 光 的 料 ②石英用来制造石英电子表、石英钟。较纯净的石英用来制造石英玻 璃 石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器 璃，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。 ③水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品和眼镜 片等。 ④玛瑙用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品。
用途： ①硅 ①硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成 来制造集成电路 体管 硅整 等半导体 件 制成 太阳能电池。 ②利用硅的合金 可用来制造变压器铁芯和耐酸设备等 ②利用硅的合金，可用来制造变压器铁芯和耐酸设备等。 制法 工业制法： 高温条件下
SiO2 + 2C → Si + 2CO↑ Si（粗硅） + 2Cl2 → SiCl4 SiCl4 + 2H2 → Si（精硅） + 4HCl
巩固与提升 固与 升 1.据《参考消息》报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未 来的石油”的观点 来的石油 的观点。假如硅作为 假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用 种普遍使用的新型能源被开发利用 下列关于其有利因素的说法中，你认为不妥的是( ) A.便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料 于 存， 角 考虑， 最 料 B.自然界的含硅化合物易开采 C.硅燃烧放出的热量大，燃烧产物对环境污染程度低且容易有效控制 D.自然界中存在大量单质硅 自然界中存在 量单质硅
1、硅及其化合物
硅及其化合物1、硅硅(Si)物理性质灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。
化学性质与氟气反应Si+2F2＝SiF4与氢氟酸反应Si + 4HF = SiF4↑+ 2H2↑与强碱溶液反应Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑与氧气反应Si + O2SiO2粗硅工业制取SiO2+ 2C 高温S i + 2CO↑存在硅元素在地壳中的含量排第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。
硅在地壳中全部以化合态形式存在，没有游离态的硅。
用途太阳能电池、计算机芯片以及良好的半导体材料等。
2、二氧化硅二氧化硅（SiO2）空间结构SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。
一个硅连接四个氧原子，一个氧连接两个硅原子，硅、氧原子个数比为2:1.物理性质坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。
纯净的晶体俗称水晶化学性质与碱性氧化物反应SiO2+ CO2高温CaSiO3与强碱溶液反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O(碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中)与碳酸盐反应SiO2+ Na2CO3高温Na2SiO3 + CO2↑SiO2 + CaCO3高温CaSiO3 + CO2↑与氢氟酸反应SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O（利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）存在石英、水晶、玛瑙、硅石、沙子用途光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
3、硅酸硅酸(H2SiO3)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。
化学性质与强碱溶液反应H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 +2H2O 加热H2SiO3H2O + SiO2实验室制取原理H2SiO3是一种弱酸，酸性比碳酸还要弱，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+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3（此方程式证明酸性：H2SiO3＜H2CO3）Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓+ 2NaCl用途硅胶作干燥剂、催化剂的载体。
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高一化学试题——硅和硅的化合物
1．下列属于纯净物的是
A 蓝宝石
B 钢化玻璃
C 王水
D 氮化硅
2．下列关于硅和硅的化合物叙述不正确的是
①硅晶体的结构和金刚石相似，都是原子晶体；
②硅是地壳中含量最多的元素；
③单晶硅是良好的半导体材料；
④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料；
⑤二氧化硅分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的；
③二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。
A ①②③
B ①⑤⑥
C ③④⑤
D ②⑤⑥
3．生石灰中往往含有CaCO3和SiO2杂质，若检验是否存在这两种杂质，最适宜的试剂是
A 氟化氢
B 浓硫酸
C 盐酸
D 苛性钠
4．某氧化物X难溶于水，能熔于熔融态的烧碱，生成易溶于水的化合物Y，将少量Y溶液滴入盐酸中，最终能生成一种白色的胶状沉淀，则X是
A MgO
B Al2O3
C SiO2
D P2O5
5．能与NaOH溶液反应的原子晶体是
A 铝
B 金刚石
C 硅
D 二氧化硅
6．关于硅的下列叙述中，不正确的是
A 在自然界中，硅既能以游离态形式存在，又能以化合态形式存在
B 在硅晶体中，含有由共价键形成的硅原子环，其中最小的环上有6个硅原子
C 常温下，硅可以与氟气、强碱溶液起反应
D 在加热条件下，硅可与氧气、氯气、硝酸等物质反应
7．关于硅及其化合物的叙述中，错误的是
A 单质硅是良好的半导体材料
B 硅酸是挥发性酸
C 硅是构成矿物与岩石的主要元素
D 硅藻土中含有晶体SiO2，吸附能力强
8．高岭土的组成可表示为Al2Si2O x(OH)y，其中x、y的数值分别是
A 7，2
B 5，4
C 6，3
D 3，6
9．2MgO·SiO2中的酸根阴离子为
A SiO32－
B Si2O64－
C SiO44－
D Si2O32－
10．SiO2能在高温下，与下列哪些物质反应，并放出气体的是
A CaO固体
B Na2CO3粉未
C NaOH固体
D Al2O3粉未
11．下列物质的溶液长期暴露在空气中会变质而溶液又会出现白色浑浊的是
A Na2S
B Na2SO3
C KI
D Na2SiO3
12．下列酸中只存在于溶液里的是
A H3PO4
B H2CO3
C HClO
D H2SiO3
13．将足量CO2气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，再在高温下充分燃烧，最后所得的固体物质是
A Na2SiO3
B Na2CO3、Na2SiO3
C Na2CO3、SiO2
D SiO2
14．在下列溶液中加入足量的盐酸与硝酸钡的溶液后，无沉淀产生的是
A (NH4)2CO3
B K2SiO3
C Na2SO3
D (NH4)3PO4
15．某固体氧化物A不溶于水，常温下与纯碱不反应，高温下两者能反应得到一固体产物B，B能溶于水，加入盐酸后生成白色沉淀，盐酸过量，沉淀不溶解，吸限上层清液，经测定阳离子只有Na＋、H＋。
则可推测固体氧化物是，B与盐酸反应的离子方程式是。
16．为确认CH3COOH、H2CO3和H4SiO4的酸性强弱，
有人设计用如右图装置，一次实验即可达到目的（不必再选
用其它酸性溶液）。
请依据此实验填空：
（1）锥形瓶内装某可溶性正盐固体，分液漏斗中所盛
试剂是。
（2）装置B所盛的试剂是；装置B所盛试
剂的作用是。
（3）装置C中所盛的试剂是；出现的现象是。
17．以下各单质和化合物之间存在下列
转化关系（各单质和化合物中所含元素均为
短周期元素）：
（1）试确定单质A和B的化学式：
A___________，B___________。
（2）写出化合物甲与NaOH溶液反应
的化学方程式。
（3）写出化合物乙转化为化合物丁的
离子方程式。
18．已知Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑，现有一硅钢片（只含Fe、Si），将其投入足量盐酸中或足量NaOH溶液中，放出的气体质量相同，求硅钢片中硅的质量百分比？19．测定某硅胶(SiO2·nH2O)的含水量：用加热灼烧法制得硅胶，先称取硅酸（H2SiO3）15.6g，在中灼烧，在中冷却然后称量，假设最后称得硅胶为12.6g，那么SiO2·nH2O中的n值是。
20．将由氧化铜和木炭粉混合而成的12g黑色粉未装入试管中，加热到不再生成红色的铜为止，得到6g铜，则原混和物中氧化铜的百分含量为多少?
21．由铝、硅两种物质组成的试样11g，均匀地分成等质量的两份，一份与足量的盐酸反应可产生气体a升，一份与足量的NaOH溶液反应可产生同种气体b升，合并两次收集的气体共有11.2升（标准状况）。
试分析试样的百分组成。
22．有一含有小苏打和石英的样品，高温加热至质量不再改变，称得质量为17.5g；将所得固体与足量盐酸反应，放出气体1.12升（标况），求原样品中小苏打和石英砂的质量。
参考答案
1 D
2 D
3 C
4 C
5 C、D
6 A、D
7 B、D
8 B
9 C
10 B、C
11 D
12 B、C
13 A
14 A、D
15 二氧化硅SiO32－＋2H＋＝H2SiO3↓
16 （1）醋酸
（2）饱和NaHCO3溶液除去CO2中含有的杂质醋酸
（3）Na2SiO3溶液产生白色沉淀
17 （1）A：Al B：O2
（2）Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O
（3）AlO2－＋2H2O＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3－
或（1）A：Si B：O2
（2）SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
（3）SiO32－＋H2O＋CO2＝H2SiO3↓＋CO32－
18 Si%＝20%
19 坩埚干燥器1/6
20 炭粉过量时，CuO%＝62.5% 氧化铜过时，CuO%＝95.3%
21 铝的质量为2.7g，占49.1%；硅的质量为2.8g，占50.9%
22 W（NaHCO3）＝25.2g W（SiO2）＝6.0g。