06 考点二 硅及其化合物（教师版）-2025年高考化学一轮复习基础知识讲义（新高考通用）.docx

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《专题五元素性质》06【基础知识】硅、碳及其化合物

第

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【基础知识】硅、碳及其化合物

考点二硅及其化合物

【必备知识】

硅与二氧化硅

1、结构与物理性质

(1)硅

硅位于元素周期表第三周期第ⅣA族，价电子排布式为3s23p2。

灰黑色固体，有金属光泽，熔点高、硬度大、脆性。

地壳中含量居第2位，硅在自然界中主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。

(2)二氧化硅

①SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体。

②存在：硅石、水晶、玛瑙、石英、沙子等。

2、化学性质与用途

硅

二氧化硅

与氢氟酸反应

Si＋4HFSiF4↑＋2H2↑

SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O

与NaOH溶液反应

Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑

SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O

酸性氧化物+碱=盐+水

相互转化

Si＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))SiO2

SiO2＋2Ceq\o(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑

用途

半导体材料、太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等。

可用于电子工业的部件、光导纤维、光学仪器、工艺品。

二氧化硅的其他性质

①与碱性氧化物反应，如CaO：CaO＋SiO2eq\o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3。（酸性氧化物+碱性氧化物=盐）

②与盐反应：（难挥发性酸酐制易挥发性酸酐，熵增反应）

与Na2CO3：Na2CO3＋SiO2eq\o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑；

与CaCO3：CaCO3＋SiO2eq\o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。（工业制玻璃）

③与碳反应制金刚砂SiC：SiO2＋3Ceq\o(=====,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑。

3、硅的工业制法

①原料：石英砂和焦炭

②制备：SiO2＋2Ceq\o(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑。

③提纯：Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2；SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl。

4、注意

①由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用胶塞。未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的。

②氢氟酸不能用玻璃瓶保存。

③SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。

（二）硅酸及硅酸盐

1、硅酸

（1）物理性质

白色胶状物，不溶于水，干燥的硅胶白色且吸水性和吸附性强。可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的干燥剂。

（2）化学性质：

a.弱酸性：与碱反应时只能与强碱反应。如与NaOH：H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O。

b.不稳定性：硅酸的热稳定性很差，受热分解为SiO2和H2O：H2SiO3eq\o(=====,\s\up7(△))SiO2＋H2O。

（3）制备：

硅酸是通过可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与其他酸反应制得的。（较强酸+较弱酸盐=较弱酸+较强酸盐）

与盐酸：Na2SiO3＋2HCl=H2SiO3↓＋2NaCl，

与过量二氧化碳：Na2SiO3＋2CO2+2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3。（证明酸性：H2CO3＞H2SiO3）

设计实验验证酸性：盐酸碳酸硅酸

2、硅酸盐

(1)硅酸钠

①物理性质：白色、可溶于水的粉末状固体，俗称泡花碱，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。

②用途：粘合剂(矿物胶)、防腐剂和耐火阻燃材料。

③储存：Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O反应，要密封保存。

④可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶应用橡胶塞。

(2)硅酸盐的氧化物表示法：

氧化物的书写顺序：按化学式的顺序，不同氧化物间以“·”隔开。

如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O?SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O?Al2O3?6SiO2。

【易错辨析】

1、硅在自然界中主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。()

2、晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料。()

3、Si和SiO2都可用于制造光导纤维。()

4、非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4。()

5、SiO2与NaOH溶液反应生成盐和水，也可以和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物()

6、2C＋SiO2eq\o(=====,\s\up15(高温))Si＋2CO↑，说明还原性：C＞Si。()

7、硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，可看做由Na2O和SiO2混合而成。()

化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合