1.4.1無(wú)機(jī)非金屬材料的主角

1、無(wú)機(jī)非金屬材料的主角無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅一、硅、碳原子結(jié)構(gòu)和在自然界中的存在㈠碳與硅的原子結(jié)構(gòu)比較1、原子結(jié)構(gòu)示意圖2、相同點(diǎn)：都主要形成四價(jià)的化合物；不同點(diǎn)：硅在自然界中無(wú)單質(zhì)，但碳有單質(zhì)。㈡碳和硅在自然界中的存在1、碳的存在①既有單質(zhì)，又有化合物的形式②主要形成石灰?guī)r和碳酸鹽等礦物③碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素2、硅的存在①親氧元素②沒(méi)有硅單質(zhì)③26.3%④硅的氧化物和硅酸鹽是構(gòu)成地殼中巖石、沙土和土壤的主要成分㈢硅的物理性質(zhì)單質(zhì)

2、硅有晶體和無(wú)定形兩種。結(jié)構(gòu)與金剛石相似，有金屬光澤、灰黑色固體，熔點(diǎn)高、硬度大、有脆性，是良好的半導(dǎo)體材料。㈣硅的工業(yè)制法SiO22C高溫Si2CO㈤硅的用途——硅芯片、晶體管、光電池二、二氧化硅（SiO2）㈠存在:①無(wú)定形、結(jié)晶形兩種無(wú)色透明的晶體——水晶②石英晶體的結(jié)晶是SiO2彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹氖ⅰ旇Б凵匙又泻行×５氖⒕w㈡SiO2的晶體結(jié)構(gòu)——SiO2晶體是由Si和O按1：2的比例組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)㈢SiO2的物理性質(zhì)

3、：堅(jiān)硬、難熔、與金剛石的性質(zhì)相似；純凈的SiO2晶體無(wú)色、透明、難溶于水㈣SiO2的化學(xué)性質(zhì)1、SiO2是酸性氧化物，能與堿和堿性氧化物反應(yīng)SiO22NaOH===Na2SiO3H2O（實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因?yàn)閮烧叻磻?yīng)生成的Na2SiO3溶液有良好的黏結(jié)性，是瓶口與瓶塞黏在一起）SiO2CaO高溫CaSiO32、弱氧化物：SiO22C高溫Si2CO↑3、特性：①SiO2難溶于水，隨意不能用它溶于水的方法得

4、到它所對(duì)應(yīng)的酸②SiO2易與氫氟酸反應(yīng)，不與其他強(qiáng)酸反應(yīng)：SiO24HF===SiF4↑2H2O※注意：由于玻璃中含有SiO2，所以氫氟酸可以用來(lái)雕刻玻璃4、高溫下與碳酸鹽反應(yīng)，生成硅酸鹽，放出CO2氣體。SiO2Na2CO3高溫Na2SiO3CO2↑SiO2CaCO3高溫CaSiO3CO2↑㈤用途：制光導(dǎo)纖維；石英玻璃；石英表、石英鐘；眼鏡片、工藝品㈥SiO2和CO2的性質(zhì)比較（同屬酸性氧化物）二氧化碳二氧化硅結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由二氧化碳分子構(gòu)

5、成由氧原子與硅原子構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低、可溶于水堅(jiān)硬難溶的固體、不溶于水與堿（如NaOH）反應(yīng)CO22NaOH===Na2CO32H2OSiO22NaOH==Na2SiO3H2O與水反應(yīng)CO2H2O==H2CO3與CaO反應(yīng)CaOSiO2高溫CaSiO3化學(xué)性質(zhì)與酸反應(yīng)SiO24HF===SiF42H2O用途制飲料光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件習(xí)題一、選擇1.下列物質(zhì)的主要成分不是SiO2的是（）A.石英B.水晶C.金剛砂D.

6、瑪瑙思路解析：思路解析：金剛砂的主要成分是碳化硅，其他三項(xiàng)的主要成分都是二氧化硅。答案：答案：C2.下列說(shuō)法正確的是（）A.SiO2溶于水顯酸性B.CO2通入水玻璃可得硅酸C.SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D.SiO2晶體中不存在單個(gè)SiO2分子思路解析：思路解析：A項(xiàng)中二氧化硅不溶于水；C項(xiàng)中二氧化硅不溶于一般的酸，但可溶于氫氟酸。答案：答案：BD3.下列關(guān)于碳和硅的敘述不正確的是（）A.金剛石和晶體硅都是由原子構(gòu)成的物質(zhì)B.地

7、殼中硅元素比碳元素含量多C.自然界里含碳元素化合物并非都是有機(jī)物D.碳和硅的氧化物都以分子形式存在思路解析：思路解析：二氧化碳是以分子形式存在的，但二氧化硅卻是以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形式存在的。答案：答案：D4.下列物質(zhì)不與二氧化硅反應(yīng)的是（）A.燒堿B.氫氟酸C.硝酸D.生石灰思路解析：思路解析：燒堿、氫氟酸和生石灰在一定條件下均可與二氧化硅反應(yīng)，只有硝酸不與二氧化硅反應(yīng)。答案：答案：C5.石墨炸彈爆炸時(shí)，能在方圓幾百米范圍內(nèi)撒下大量的石墨纖維

8、，造成輸電線、電廠設(shè)備損壞。這是由于石墨（）A.有劇毒B.易燃、易爆C.能導(dǎo)電D.有放射性思路解析：思路解析：石墨的特殊結(jié)構(gòu)使它的層間存在著可自由移動(dòng)的電子，所以它可以導(dǎo)電，造成電路短路。答案：答案：C6.下列關(guān)于二氧化硅的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.二氧化硅也叫硅酐B.二氧化硅分子由一個(gè)硅原子和兩個(gè)氧原子構(gòu)成C.不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸D.二氧化硅既能與氫氟酸反應(yīng)，又能與燒堿反應(yīng)，所以它是兩性氧化物思路解析：思路解析：二氧化硅不存

9、在單個(gè)分子，它是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；二氧化硅與燒堿反應(yīng)，表現(xiàn)出酸性氧化物的通性，但它與氫氟酸的反應(yīng)卻不是堿性氧化物的通性，因?yàn)樗伺c氫氟酸反應(yīng)外，其他的酸都不能與之反應(yīng)。答案：答案：BD二、填空7.寫(xiě)出以SiO2為原料制備H2SiO3的化學(xué)方程式______________________________________。思路解析：思路解析：SiO2難溶于水，不能與水發(fā)生反應(yīng)，因此只能先用SiO2與其他物質(zhì)反應(yīng)生成硅酸鹽，再根據(jù)硅酸是弱酸，

10、用硅酸鹽與酸作用來(lái)制備硅酸。答案答案：SiO22NaOH====Na2SiO3H2ONa2SiO32HCl====2NaClH2SiO3↓或Na2SiO3CO2H2O====Na2CO3H2SiO3↓Na2SiO32CO22H2O====2NaHCO3H2SiO3↓8.下列關(guān)于硅的化學(xué)性質(zhì)的敘述，正確的是（）A.常溫時(shí)不和任何酸反應(yīng)B.常溫時(shí)可和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)C.單質(zhì)硅比碳的還原性強(qiáng)D.單質(zhì)硅比碳的氧化性強(qiáng)思路解析：思路解析：這是一道考查