高中化学第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第1课时教(2)

②二氧化硅在高温下可与碱性氧化物反应：SiO2 ＋ CaO (2)特性

①SiO2不溶于水，也不与水反应。

②二氧化硅在常温下与氢氟酸反应： Si O2＋4HF ＝ SiF4↑＋2H2O

③二氧化硅中的硅为＋4价，具有弱的氧化性，如在高温时，二氧化硅中的硅可以被碳置换出来。

思考：1．如何制取硅酸？ 2．保存氢氟酸、NaOH溶液时应该注意什么问题？ 提示：1．不能通过SiO2与H2O反应的方法来制取其对应的水化物——硅酸(H2SiO3)．制取H2SiO3的方法如下： Na2SiO3 + 2HCl ＝2NaCl + H2SiO3↓或 Na2SiO3 + CO2 + H2O ＝Na2CO3 + H2SiO3↓[硅酸(H2SiO3)不溶于水，其酸性比H2CO3还弱。]

4．氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，应保存在塑料瓶中。NaOH 溶液不能保存在玻璃塞的玻璃瓶中，应保存在橡胶塞的玻璃瓶中或塑料瓶中。

5.SiO2与CO2的比较 与碱性氧化物反应 CO2 CaO＋CO2高温高温 CaSiO3

SiO2 CaCO3 CaO＋SiO2高温CaSiO3 3

与碱液的反应 与盐反应 与碳反应 与H2O作用 与酸反应 6.二氧化硅的用途 2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓ SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O SiO2＋CaCO3高温高温高温CaSiO3＋ CO2↑ Na2SiO3＋CO2↑ Si＋2CO↑ Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO SiO2＋Na2CO3C＋CO2＝2CO CO2＋H2O＝H2CO3 不反应 2C＋SiO2不与水化合 只与HF反应 SiO2＋4HF＝SiF4↑＋H2O (1)石英可用于制作石英表和石英玻璃。 (2)石英砂常用作制薄玻璃和建筑材料。

(3)水晶常用来制造电子部件、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。 (5)SiO2 被用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维。 7.光导纤维

光导纤维，简称“光纤”，就是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起，就得到我们常说的光缆。光导纤维是用石英玻璃制造的，制作时需要较高的技术，它传导光的能力非常强。如1000米长的单模光纤，重量只有27克，传送波长为1.55微米的激光时，每传播1000米，光能的损耗不到0.2分贝．若利用光缆通讯，能同时传输大量信息。光纤通信的优点有：

(1)信息容量大，一条光缆通路可同时容纳10亿人通话，也可同时传送多套电视节目。 (2)光纤的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听。 (3)光缆质量小而且细，不怕腐蚀，铺设方便。 (4)光纤通信损耗低，适合远距离信息传输。

另外，光导纤维在医学上也有很重要的应用。目前在医学领域，普遍使用着一种连接着许多光纤的胃镜，光纤胃镜的光源是在体外由光纤传进去的，它不产生热辐射，能减轻病人的痛苦。在光导纤维的一头装着精致小巧的微型镜头，可将胃内的情况传到体外拍摄下来或显示在屏幕上。光导纤维在医学上的另一个重要应用是通过微细的光纤将高强度的激光输入人体的病变部位，用激光来切除病变部位。这种“手术”不用切开皮肤和切割肌肉组织，而且切割部位准确，手术效果好。

除此以外，光导纤维还可用于信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。 四、检测题

高温

1. 对于化学方程式SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑，有关叙述正确的是( )

A．反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂

4

B．硅元素被还原了，碳元素被氧化了 C．在反应中C既是氧化剂又是还原剂

D．在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 2. 下列变化中不能一步实现的是( )

A．Na2SiO3→H2SiO3 B．H2SiO3→SiO2 C．SiO2→H2SiO3 D．SiO2→Na2SiO3

3. 下列说法：①硅化学性质很稳定，因此硅在自然界中以游离态形式存在；②二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大的差异；③二氧化硅是一种酸性氧化物，它不与任何酸发生反应，正确的是( )

A．①②③ B．①② C．①③ D．②

4. 地壳中含量占第一、第二位的元素形成的化合物不具有的性质是( )

A．常温下与水反应生成酸 B．常温下能与苛性钠反应 C．高温下能与CaO、CaCO3反应 D．常温下能与氢氟酸反应

5. 下列物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。

据此填写：

(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和过量盐酸反应的离子方程式是_____________________________。

6. 如图，已知：①单质E可作为半导体材料；②化合物F是不能生成盐的氧化物；③化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应。据此，请填空：

5

(1)化合物F是________； (2)化合物I是________；

(3)反应③的化学方程式是________________； (4)反应④的化学方程式是________。

参考答案

1. 【解析】根据化合价的变化可知氧化剂和还原剂都是C，SiO2既不是氧化剂也不是还原剂。

【答案】C

2. 【解析】a2SiO3与盐酸可以制得H2SiO3，H2SiO3受热分解可得SiO2，SiO2不溶于水，不能与水反应，直接得到H2SiO3，但可与NaOH溶液直接反应得到Na2SiO3。

【答案】C

3. 【解析】下列说法：①硅化学性质很稳定，因此硅在自然界中以游离态形式存在；②二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大的差异；③二氧化硅是一种酸性氧化物，它不与任何酸发生反应，正确的是( )

A．①②③ B．①② C．①③ D．② 【答案】D

4. 【解析】地壳中含量占第一、第二位的元素分别是氧和硅，它们所形成的化合物是SiO2，SiO2常温下不与水反应。

【答案】A

5. 【解析】A是固体单质，则B是A的氧化物，E是一种白色沉淀，根据框图中的关系，E中应含有A元素，C中也含有A元素，在过量盐酸中生成的白色沉淀除AgCl即是H2SiO3。但AgCl加热分解时并不会产生氧化物，E为H2SiO3符合题意。则B为SiO2，A为Si，C为Na2SiO3，D为H2O，F为H2。

【答案】(1)SiO2 制光导纤维 (2)SiO2＋2OH===SiO3＋H2O (3)Si＋2OH＋H2O===SiO3＋2H2↑

(4)SiO3＋2H===H2SiO3↓或SiO3＋2H＋H2O===H4SiO4↓

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