例2.如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。
请回答下列问题：
（1）B的化学式是________，目前B已被用作________的主要原料。
（2）B和a溶液反应的离子方程式是_________________________________。
（3）A和a溶液反应的离子方程式是_________________________________。
（4）C和过量的盐酸反应的离子方程式是____________________________。
【答案】
SiO2 光导纤维
SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O
Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑
SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓
【解析】
题干解析:
C与过量的盐酸反应生成白色沉淀E，则E可能是硅酸或氯化银，若E是氯化银，则C是硝酸银，A为银，则根据已有知识，银可以与硝酸反应生成硝酸银，而银与硝酸反应能生成三种产物，不符合框图中物质间的转化关系。
则E只能为硅酸，则C为硅酸盐，A为硅，a溶液为强碱的水溶液，进一步推出B为二氧化硅。
例3.硅及其化合物的应用范围很广，下列说法正确的是（ ）
A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
C．反应：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂
D．硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应
【答案】A
【解析】
题干解析:
粗硅提纯涉及的反应：
Si＋2Cl2
SiCl4、SiCl4＋2H2
Si＋4HCl都是氧化还原反应，B错误；硅与氢氧化钠溶液反应中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的是水，C错误；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D错误。
例4.下列关于硅的说法不正确的是（ ）
A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属单质反应
【答案】C
【解析】
题干解析:
硅的化学性质不活泼，但常温下仍能与氟气、氢氟酸、NaOH溶液等发生反应，加热至一定温度时，硅能与氯气、氧气等发生反应。
例5.下列关于碳和硅的叙述中不正确的是（ ）
A．金刚石和晶体硅都是原子晶体
B．地壳中硅元素比碳元素含量多
C．自然界里碳元素化合物比硅元素化合物种类多
D．碳和硅的氧化物都是分子型的晶体
【答案】C
【解析】
题干解析:
例6.硅是无机非金属材料的主角，其单质及其化合物应用范围广泛。
（1）下列有关硅材料的说法中正确的是_______（填序号）
A．高纯度的硅可用于制造光导纤维B．玻璃、陶瓷、碳化硅都属于硅酸盐材料
C．熔融纯碱时不能使用陶瓷坩埚 D．可将二氧溶于水制备硅酸胶体
（2）工业上用石英砂和焦炭高温共热制取粗硅，同时产生一种可燃性气体，该反应的化学方程式为________________；实验室可用石英砂和过量的镁粉共热制取少量硅单质，反应结束后可用稀盐酸除去硅中混有的___________杂质。
【答案】
C
SiO2+2C
Si+CO↑ Mg和MgO
【解析】
题干解析:
（1）A．二氧化硅可用于制造光导纤维，而硅用于半导体材料，故A错误；B．玻璃、陶瓷属于硅酸盐材料，碳化硅不是硅酸盐，故B错误；
C．二氧化硅可与氢氧化钠反应，使用陶瓷坩埚熔氢氧化钠，可导致坩埚炸裂，故C正确；
D．二氧化硅不溶于水，不与水反应，不能用二氧化硅和水制备硅酸，故D错误．
故选C．
（2）石英砂的主要成分是SiO2，在高温下与焦炭发生置换反应，反应的化学方程式为SiO2+2C
Si+2CO↑；二氧化硅与镁反应生成硅单质和氧化镁，用稀盐酸除去硅中混有的Mg，MgO杂质，故答案为：
SiO2+2C
Si+2CO↑；Mg，MgO；
当堂总结
二氧化硅
知识讲解
1.1.存在
水晶、玛瑙、石英坩埚，光导纤维的主要成分是二氧化硅，沙子中含有小粒的石英晶体。
2.2.结构
结构决定性质，SiO2 的网状结构不仅决定了其物理性质的特殊性，还决定了其化学性质的稳定性。
3.3.物理性质：
熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO2 晶体无色透明。
4、化学性质：
稳定，不活泼
①具有酸性氧化物的性质：
（不溶于水且不和水反应）
与强碱反应：
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
NaOH溶液能与玻璃中的SiO2 反应生成Na2SiO3 ，使瓶塞部分粘结而无法打开。
因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。
与碱性氧化物反应：
SiO2+CaOCaSiO3
SiO2除了具有酸性氧化物的通用性之外，还具有特性。
比如酸性氧化物一般不与酸反应，而SiO2却能与HF反应，这也是工业上雕刻玻璃的反应原理
②与HF的反应：
SiO2+4HF==SiF4 ↑+2H2O
HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。
③与某些盐反应：
Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑
④CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2 ↑（工业上制玻璃的主要反应）
5.5、用途
（1）沙子是基本的建筑材料
（2）纯净的二氧化硅是现代光学及光纤制品的基本材料，可以制做光导纤维
（3）石英玻璃制化学仪器
（4）石英表、石英钟
（5）水晶制光学仪器和工艺品
（6）玛瑙制精密轴承和装饰品
例题精讲
二氧化硅
例1.物质A是一种高熔点化合物，不溶于硫酸，硝酸等强酸。
A与纯碱熔融反应，生成化合物B，同时放出气体C；把气体C通过B的溶液中，则得到化合物D；D在干燥空气中转变为化合物E；将E加热又得到化合物A。
试写出A、B、C、D、E的化学式：
A____、B____、C____、D____、E____。
【答案】
SiO2 Na2SiO3 CO2 H4SiO4 H2SiO3
【解析】
题干解析:
根据对实验现象的分析，A是不溶于硫酸、硝酸等强酸的高熔点化合物，它能与纯碱熔融反应，而且放出气体C，可初步判断A可能是SiO2，B可能是Na2SiO3，C可能是CO2。
若把CO2通过Na2SiO3溶液中，会得到胶状沉淀H4SiO4，H4SiO4在干燥空气中易脱水生成H2SiO3，H2SiO3只有加热才能生成SiO2。
这些都是与题目所给出的实验现象相符合，证实A确实是SiO2。
其它物质的推断就迎刃而解。
例2.下列物质中不能用玻璃试剂瓶配玻璃塞盛放的是（ ）
①浓硝酸 ②NaOH溶液 ③HF溶液 ④浓硫酸 ⑤ NaCl溶液 ⑥Na2SiO3溶液
A．①②③④⑥
B．①②③④
C．②③④⑤
D．②③⑥
【答案】D
【解析】
题干解析:
NaOH溶液不能用玻璃塞,HF溶液不能使用玻璃瓶,Na2SiO3溶液本身具有黏性,不能使用玻璃塞。
其余物质都可以用玻璃瓶配玻璃塞来保存。
例3.生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2,要检验是否存在这两种杂质,最好选用（ ）
A．水
B．盐酸
C．硫酸
D．烧碱溶液
【答案】B
【解析】
题干解析:
例4.下列关于二氧化硅的叙述不正确的是（ ）
①在固态和液态时,几乎不导电 ②能跟强碱反应,但不能与水反应
③SiO2的物理性质与CO2类似 ④既是酸性氧化物,又是碱性氧化物
A．②和③
B．③和④
C．②和④
D．①和④
【答案】B
【解析】
题干解析:
①正确,SiO2在固态和液态时均无自由移动的电子或离子;②正确,如2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O;③不正确,SiO2与CO2的熔点、沸点、硬度、密度差别很大;④不正确,SiO2是酸性氧化物,不是碱性氧化物。
例5.被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟曾荣获诺贝尔化学奖。
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．CO2与SiO2都属于酸性氧化物，都不能与酸反应
C．SiO2与CO2（干冰）都能与氢氧化钠溶液反应
D．水晶的主要成分是SiC
【答案】C
【解析】
题干解析:
当堂总结
二氧化硅中没有分子，因为它是原子晶体，这个要稍为理解记忆一下，二氧化碳是分子晶体，还有需要注意的点是二氧化硅虽不和强酸反应，但是和HF酸反应，与强碱反应。
硅酸、硅酸盐、硅酸盐材料
知识讲解
1.一、硅酸
2.1、硅酸的制备
实验室制备原理：
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl
实验现象：
滴加酚酞后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为浅红色，有白色胶状沉淀生成。
结论：
硅酸钠溶液呈碱性，反应的化学方程式：
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl
3.硅酸的性质及用途
4.物理性质：
一种不溶于水的白色胶状物质
化学性质：
（1）弱酸性：
酸性比碳酸还弱，少量CO2通入Na2SiO3溶液发生反应的化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓，也是硅酸钠变质的反应。
（2）不稳定性：
受热分解：
H2SiO3 H2O+SiO2
3、制备硅胶：
H2SiO3的溶胶聚合成形成硅酸凝胶，在脱水形成硅胶
硅胶用途：
干燥剂、催化剂的载体等
5.二、硅酸盐
6.1.硅酸盐的组成和性质
1.
（1）概念：
硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。
2.
（2）性质：
大多不溶于水，化学性质很稳定
（3）用金属氧化物的形式表示硅酸盐方法：
碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水（xMO·nSiO2·mH2O）.
氧化物前系数配置的原则：
除氧元素外,其他元素配置前后按原子个数守恒原则配置系数.
注意：
①氧化物之间以“·”隔开；②系数配置出现的分数应化为整数.如：
正长石KAlSi3O8不能改写成½K2O·½Al2O3·3SiO2,应改写成K2O·Al2O3·6SiO2.③金属氧化物在前（活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物）,非金属氧化物在后,若同一元素有变价,那么低价在前,高价在后,H2O一般写在最后.
2、硅酸钠Na2SiO3
（1）物理性质：
白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱
（2）化学性质：
相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓ Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl
3.传统硅酸盐溶液
硅酸盐产品
主要原料
主要设备
主要成分
水泥
以黏土和石灰石为主要原料
水泥回转窑
3CaO·SiO2
2CaO·SiO2
3CaO·Al2O3
玻璃
纯碱、石灰石、石英
玻璃窑
Na2O·CaO·6SiO2
陶瓷
黏土
Al2O3·2SiO2·2H2O
4、具有特殊功能的含硅物质
物质
性质
用途
SiC
俗称砂石，结构类似于金刚石，硬度大
砂纸、砂轮的磨料
含4%硅的硅钢
导磁性良好
用作变压器铁芯
硅橡胶
既耐高温又耐低温，在—60~250℃仍能保持良好的弹性
制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘体材料等
人工制造的分子筛
具有均匀微孔结构的铝硅酸盐
作吸附剂和催化剂
例题精讲
硅酸、硅酸盐、硅酸盐材料
例1.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）
①硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为Na2O·2FeO·3SiO2 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料
A．②③
B．①③
C．①④
D．④
【答案】D
【解析】
题干解析:
硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为Na2O·Fe2O3·3SiO2，①错误；水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸盐制品，②错误；高纯度的硅单质广泛用于电子行业，SiO2作光导纤维，③错误；单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料，④正确。
例2.氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：
____SiO2＋___C＋____N2高温――→____Si3N4＋____CO。
根据题意完成下列各题：
（1）配平上述化学反应方程式。
（2）为了保证石英和焦炭尽可能多的转化，氮气要适当过量。
某次反应用了20mol氮气，反应生成了5mol一氧化碳，则反应中转移电子数为____NA，此时混合气体的平均相对分子质量是____。
（3）分析反应可推测碳、氮气的氧化性：
C____N2（填“＞”“＜”“＝”）。
（4）氮化硅陶瓷的机械强度高，硬度接近于刚玉（Al2O3），热稳定性好，化学性质稳定。
以下用途正确的是_____。
A．可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等热工设备
B．在电子工业上制成耐高温的电的良导体
C．研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机
D．氮化硅陶瓷的开发，将受到资源的限制，发展前途暗淡
【答案】
3 6 2 1 6
10 28
＜
AC
【解析】
题干解析:
（2）
→CO＋2 1mol转移2mole－，故生成5molCO共转移10mole－，此时体系中的气体是CO和剩余的N2，其相对分子质量都是28，故平均相对分子质量是28。
（3）在该反应中，碳为还原剂，N2为氧化剂，故氧化性N2＞C。
当堂总结
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