硅 无机非金属材料
【学习目标】1、扎实掌握硅及其重要化合物的主要性质及应用
2、小组合作探究性质验证装置及纯度含量的测定方案。
【基础自学】
一、硅
1、物理性质：晶体硅是_______色、有_______光泽、硬而脆的固体。单质硅的导电性
_________________。
2、化学性质：
(1) 常温下，硅能与哪些物质反应？
(2) 加热条件下，硅能与某些非金属单质反应，如加热时研细的硅能在氧气中_________，
生成_________并___________，化学方程式___________________________。
3、工业上制取粗硅的原理是什么？
工业上，制得较纯的硅的原理是什么？。请写出上述过程中有关反应的化学方程式。
4、硅在生产生活实际中的用途：用于制造__________、____________，还用于制造
________________________________。此外，___________的用途也很广，可用来制造___________________________________________________等。
练习1、关于硅下列说法中不正确的是（ ）
A 、硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B 、硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C 、硅化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D 、加热到一定温度时，硅能够与氧气、氯气等非金属单质反应
二、二氧化硅
1、常见主要成分是二氧化硅的物质有_______________，透明的石英晶体就是通常所说
的________。二氧化硅晶体由______________构成，硬度_____，熔点_____。
2、SiO 2的化学性质
（1）二氧化硅的化学性质__________，它是一种酸性氧化物，能与碱溶液缓慢反应，离
子方程式_______________________________；高温时，能与碱性氧化物如CaO 反应，化学方程式____________________________________。
（2）常温下二氧化硅能与氢氟酸反应，化学方程式_________________________。
此反应常被用来__________________。
3、二氧化硅用途很广，常被用来制造石英表中的____________和高性能的现代通讯材料______________。
【思考】碱性溶液为什么不能用玻璃塞？用离子方程式 和必要的文字表述原因。
练习2、下列有关二氧化硅的叙述正确的是（ ）
A 、二氧化硅是由二氧化硅分子组成的，它的熔点高，硬度大
B 、二氧化硅用于制造晶体管、集成电路
C 、二氧化硅可用于制造石英钟的压电材料和光导纤维
D 、二氧化硅是硅酸的酸酐，它不溶于任何酸
三、硅酸钠
1、硅酸钠的水溶液俗称___________,呈________性，向硅酸钠的水溶液中滴加盐酸现
象是__________________，离子方程式是______________________________。
2、向硅酸钠的水溶液中通入少量CO 2离子方程式______________________________。 向硅酸钠的水溶液中通入足量CO 2离子方程式______________________________。
四、无机非金属材料
1、无机非金属材料一般具有_________、_________、__________的性质，有些材料还
有独特的__________特性。
2、传统的无机非金属材料的主要成分是________，主要包括______、______、______。
硅酸盐制品性质____，熔点____，大都____溶于水。
3、生产玻璃的主要原料为_____________________，发生的主要的化学反应有：
____________________________，___________________________。普通玻璃的主要成分为_________________________________。玻璃没有一定的______，只是在某一温度范围内逐渐软化。
4、普通水泥的制造原料为_______________________；普通水泥的主要成分为
________________________________。水泥的优良特性是_______________。
5、______是人类应用最早的硅酸盐材料。传统陶瓷以_______为主要原料。
6、随着现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如 __________________、_____________、_____________等被相继研制出来。
【思考】下面两个反应矛盾吗？
①Na 2SiO 3+CO2+2H2O=H4SiO 4↓+ Na2CO 3与 ②Na 2CO 3+SiO2 高温 Na 2SiO 3+CO2↑
练习3、下列关于无机非金属材料的说法不正确的是（ ）
A 、传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B 、新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，强度得到较大提升
C 、高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D 、传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成份都是硅酸盐
【合作探究】
1、下列事实能够证明碳的非金属性比硅强的是（ ）
① Na2SiO 3+CO2+2H2O==H4SiO 4↓+Na2CO 3 ②SiO 2+2C
③ Na2CO 3+SiO2Na 2SiO 3+CO2↑ ④CH 4比SiH 4稳定 Si+2CO↑
A 、①④ B 、②③ C 、③④ D 、①②③④
★2、设计一个简单的一次性完成实验的装置图，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、硅酸
的酸性强弱顺序是 CH 3COOH > H2CO 3 > H2SiO 3
（1）利用上图所示的仪器可以组装实验装置，则仪器的连接顺序为 接 ，
，接
（2）写出有关反应的化学方程式： ★★3、有一碳酸钙样品中含有SiO 2，为测定碳酸钙的质量分数，某化学活动小组设计了
多种实验方案。
方案一：称取样品m g，加入过量盐酸，用排水法收集并测定CO 2的体积。
方案二：称取样品m g，加入过量的c mol·L -1的盐酸Vml 溶解样品（设溶解后溶液的
体积仍为Vml ），取溶解样品后的溶液0.1Vml ，用c 1mol·L -1NaOH 溶液进行
滴定，消耗NaOH 溶液V 1ml 。
方案三：称取样品m g，高温（100℃以上）煅烧至质量不再变化，在空气中冷却后称
量，质量为m 1 g 。
方案四：称取样品m g，加入过量盐酸使样品溶解、过滤，在滤液中加入过量Na 2CO 3
溶液，再过滤，将此沉淀洗涤、干燥，称得碳酸钙的质量为m 1 g 。
⑴ 请你再提出一种方案
⑵ 用方案二的实验数据，计算碳酸钙的质量分数
⑶ 实验中发现，依方案一、三、四所测定的碳酸钙的含量不准确，其中方案三对测定
结果有什么影响？ ， 原因是_____________________________________
【当堂检测】
1、下列说法正确的是（ ）
A 、硅材料广泛应用于光纤通讯 B 、工艺师利用盐酸刻蚀石英制作工艺品
C 、水晶项链和瓷盘都是硅酸盐制品 D 、粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
2、现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是（ ）
①SiO 2→ Na2SiO 3 ②CuSO 4 →CuCl2 ③SiO 2→H2SiO 3
④CuO→Cu(OH)2 ⑤Na 2O 2→NaOH
A 、①② B 、③④ C 、②③④ D 、②③④⑤
3、下列表述正确的是（ ）
A 、人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅
B 、提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
C 、夏天到了，游客们佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
D 、太阳能电池可采用SiO 2材料制作，其应用有利于环保、节能
4、下列说法都正确的是. （ ）
① 合金材料中可能含有非金属元素
② 四川灾区重建使用了大量钢材，钢材是合金
③ “钡餐”中使用的硫酸钡是弱电解质
④ 太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置
⑤ 人造纤维，合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物
⑥ 水陆两用公共汽车中，用于密封的橡胶材料是高分子化合物
A. ①②③④ B. ①②④⑥ C. ①②⑤⑥ D. ③④⑤⑥
5、如何除去下列各粉末状混合物中的杂质（括号内为杂质），请选用下面提供的试剂和操
作，将标号填在表内。
试剂：A 、盐酸B 、烧碱溶液 C 、氧气 D 、水 E 、CO 2 F 、不用其他试剂 操作：①加热 ②加热熔融 ③过滤 ④结晶
硅 无机非金属材料学案答案
【 基础知识】
一、硅
1、灰黑、金属光泽、介于导体和绝缘体之间
2、(1) 不活泼 氟气、氢氟酸、强碱溶液
点燃 (2) 燃烧 二氧化硅 放出大量的热 Si+O2SiO 2
3、SiO 2+2C高温
Si+2CO↑ Si+2Cl2高温 SiCl 4 SiCl 4 +2H2高温 Si+4HCl
4、晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池 硅合金 变压器铁芯、耐酸设备 练习1、C
二、二氧化硅
1、沙子、石英 水晶 硅原子和氧原子 大 高
高温 ——2、(1) 不活泼 SiO 2+2OH=SiO32+H2O SiO 2+CaOCaSiO 3
(2) SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 刻蚀玻璃
(3) 压电材料 光导纤维
碱液与玻璃塞中的主要成分SiO 2反应生成Na 2SiO 3，SiO 2+2OH=SiO32+H2O ，具——
有粘性，使瓶口与瓶塞之间发生粘连。
练习2、C
三、硅酸钠
1、水玻璃 碱 产生白色沉淀 SiO 32-+2H+=H2SiO 3↓
2、SiO 32-+CO2+H2O=H2SiO 3↓+ CO32- SiO 32-+2CO2+2H2O=H2SiO 3↓+2HCO3-
不矛盾。因为反应①为溶液中进行的反应，反应②为高温条件下的反应。
四、无机非金属材料
1、耐高温、硬度高、抗腐蚀 光电特征
2、硅酸盐 稳定 较高 难溶
3、纯碱、石灰石、石英 Na 2CO 3+SiO2
CaCO 3+SiO2 高温
高温 Na 2SiO 3+CO2↑ CaSiO 3+CO2↑ 硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅 熔点
4、石灰石和黏土 3CaO ·SiO 2 、 2CaO ·SiO 2 、 3CaO ·Al 2O 3 具有水硬性
5、陶瓷 黏土
6、高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷
练习3、D
【合作探究】1、A
2、(1) A D E B C F
(2) 2CH3COOH+Na2CO 3=2CH3COONa+H2O+CO2↑
Na 2SiO 3+CO2+H2O=H2SiO 3↓+ Na2CO 3
3、（1）称取样品m g，加入足量的NaOH 溶液（或盐酸）使样品完全溶解，过滤、洗涤沉淀、干燥、称量CaCO 3(SiO2) 的质量为m 1 g 。
（2）(5CV - 50C1V 1)%/m
（3） 所测结果偏低 煅烧后的样品在空气中冷却时，CaO 会与空气中的水蒸气、
二氧化碳结合，使称量质量偏高，导致测定结果偏低。在过滤、洗涤操作过程
中CaCO 3沉淀会有损失。
【课堂训练】
1、A 2、B 3、B 4、B
5、
硅 无机非金属材料
【学习目标】1、扎实掌握硅及其重要化合物的主要性质及应用
2、小组合作探究性质验证装置及纯度含量的测定方案。
【基础自学】
一、硅
1、物理性质：晶体硅是_______色、有_______光泽、硬而脆的固体。单质硅的导电性
_________________。
2、化学性质：
(1) 常温下，硅能与哪些物质反应？
(2) 加热条件下，硅能与某些非金属单质反应，如加热时研细的硅能在氧气中_________，
生成_________并___________，化学方程式___________________________。
3、工业上制取粗硅的原理是什么？
工业上，制得较纯的硅的原理是什么？。请写出上述过程中有关反应的化学方程式。
4、硅在生产生活实际中的用途：用于制造__________、____________，还用于制造
________________________________。此外，___________的用途也很广，可用来制造___________________________________________________等。
练习1、关于硅下列说法中不正确的是（ ）
A 、硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B 、硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C 、硅化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D 、加热到一定温度时，硅能够与氧气、氯气等非金属单质反应
二、二氧化硅
1、常见主要成分是二氧化硅的物质有_______________，透明的石英晶体就是通常所说
的________。二氧化硅晶体由______________构成，硬度_____，熔点_____。
2、SiO 2的化学性质
（1）二氧化硅的化学性质__________，它是一种酸性氧化物，能与碱溶液缓慢反应，离
子方程式_______________________________；高温时，能与碱性氧化物如CaO 反应，化学方程式____________________________________。
（2）常温下二氧化硅能与氢氟酸反应，化学方程式_________________________。
此反应常被用来__________________。
3、二氧化硅用途很广，常被用来制造石英表中的____________和高性能的现代通讯材料______________。
【思考】碱性溶液为什么不能用玻璃塞？用离子方程式 和必要的文字表述原因。
练习2、下列有关二氧化硅的叙述正确的是（ ）
A 、二氧化硅是由二氧化硅分子组成的，它的熔点高，硬度大
B 、二氧化硅用于制造晶体管、集成电路
C 、二氧化硅可用于制造石英钟的压电材料和光导纤维
D 、二氧化硅是硅酸的酸酐，它不溶于任何酸
三、硅酸钠
1、硅酸钠的水溶液俗称___________,呈________性，向硅酸钠的水溶液中滴加盐酸现
象是__________________，离子方程式是______________________________。
2、向硅酸钠的水溶液中通入少量CO 2离子方程式______________________________。 向硅酸钠的水溶液中通入足量CO 2离子方程式______________________________。
四、无机非金属材料
1、无机非金属材料一般具有_________、_________、__________的性质，有些材料还
有独特的__________特性。
2、传统的无机非金属材料的主要成分是________，主要包括______、______、______。
硅酸盐制品性质____，熔点____，大都____溶于水。
3、生产玻璃的主要原料为_____________________，发生的主要的化学反应有：
____________________________，___________________________。普通玻璃的主要成分为_________________________________。玻璃没有一定的______，只是在某一温度范围内逐渐软化。
4、普通水泥的制造原料为_______________________；普通水泥的主要成分为
________________________________。水泥的优良特性是_______________。
5、______是人类应用最早的硅酸盐材料。传统陶瓷以_______为主要原料。
6、随着现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如 __________________、_____________、_____________等被相继研制出来。
【思考】下面两个反应矛盾吗？
①Na 2SiO 3+CO2+2H2O=H4SiO 4↓+ Na2CO 3与 ②Na 2CO 3+SiO2 高温 Na 2SiO 3+CO2↑
练习3、下列关于无机非金属材料的说法不正确的是（ ）
A 、传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B 、新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，强度得到较大提升
C 、高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D 、传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成份都是硅酸盐
【合作探究】
1、下列事实能够证明碳的非金属性比硅强的是（ ）
① Na2SiO 3+CO2+2H2O==H4SiO 4↓+Na2CO 3 ②SiO 2+2C
③ Na2CO 3+SiO2Na 2SiO 3+CO2↑ ④CH 4比SiH 4稳定 Si+2CO↑
A 、①④ B 、②③ C 、③④ D 、①②③④
★2、设计一个简单的一次性完成实验的装置图，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、硅酸
的酸性强弱顺序是 CH 3COOH > H2CO 3 > H2SiO 3
（1）利用上图所示的仪器可以组装实验装置，则仪器的连接顺序为 接 ，
，接
（2）写出有关反应的化学方程式： ★★3、有一碳酸钙样品中含有SiO 2，为测定碳酸钙的质量分数，某化学活动小组设计了
多种实验方案。
方案一：称取样品m g，加入过量盐酸，用排水法收集并测定CO 2的体积。
方案二：称取样品m g，加入过量的c mol·L -1的盐酸Vml 溶解样品（设溶解后溶液的
体积仍为Vml ），取溶解样品后的溶液0.1Vml ，用c 1mol·L -1NaOH 溶液进行
滴定，消耗NaOH 溶液V 1ml 。
方案三：称取样品m g，高温（100℃以上）煅烧至质量不再变化，在空气中冷却后称
量，质量为m 1 g 。
方案四：称取样品m g，加入过量盐酸使样品溶解、过滤，在滤液中加入过量Na 2CO 3
溶液，再过滤，将此沉淀洗涤、干燥，称得碳酸钙的质量为m 1 g 。
⑴ 请你再提出一种方案
⑵ 用方案二的实验数据，计算碳酸钙的质量分数
⑶ 实验中发现，依方案一、三、四所测定的碳酸钙的含量不准确，其中方案三对测定
结果有什么影响？ ， 原因是_____________________________________
【当堂检测】
1、下列说法正确的是（ ）
A 、硅材料广泛应用于光纤通讯 B 、工艺师利用盐酸刻蚀石英制作工艺品
C 、水晶项链和瓷盘都是硅酸盐制品 D 、粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
2、现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是（ ）
①SiO 2→ Na2SiO 3 ②CuSO 4 →CuCl2 ③SiO 2→H2SiO 3
④CuO→Cu(OH)2 ⑤Na 2O 2→NaOH
A 、①② B 、③④ C 、②③④ D 、②③④⑤
3、下列表述正确的是（ ）
A 、人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅
B 、提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
C 、夏天到了，游客们佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
D 、太阳能电池可采用SiO 2材料制作，其应用有利于环保、节能
4、下列说法都正确的是. （ ）
① 合金材料中可能含有非金属元素
② 四川灾区重建使用了大量钢材，钢材是合金
③ “钡餐”中使用的硫酸钡是弱电解质
④ 太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置
⑤ 人造纤维，合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物
⑥ 水陆两用公共汽车中，用于密封的橡胶材料是高分子化合物
A. ①②③④ B. ①②④⑥ C. ①②⑤⑥ D. ③④⑤⑥
5、如何除去下列各粉末状混合物中的杂质（括号内为杂质），请选用下面提供的试剂和操
作，将标号填在表内。
试剂：A 、盐酸B 、烧碱溶液 C 、氧气 D 、水 E 、CO 2 F 、不用其他试剂 操作：①加热 ②加热熔融 ③过滤 ④结晶
硅 无机非金属材料学案答案
【 基础知识】
一、硅
1、灰黑、金属光泽、介于导体和绝缘体之间
2、(1) 不活泼 氟气、氢氟酸、强碱溶液
点燃 (2) 燃烧 二氧化硅 放出大量的热 Si+O2SiO 2
3、SiO 2+2C高温
Si+2CO↑ Si+2Cl2高温 SiCl 4 SiCl 4 +2H2高温 Si+4HCl
4、晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池 硅合金 变压器铁芯、耐酸设备 练习1、C
二、二氧化硅
1、沙子、石英 水晶 硅原子和氧原子 大 高
高温 ——2、(1) 不活泼 SiO 2+2OH=SiO32+H2O SiO 2+CaOCaSiO 3
(2) SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 刻蚀玻璃
(3) 压电材料 光导纤维
碱液与玻璃塞中的主要成分SiO 2反应生成Na 2SiO 3，SiO 2+2OH=SiO32+H2O ，具——
有粘性，使瓶口与瓶塞之间发生粘连。
练习2、C
三、硅酸钠
1、水玻璃 碱 产生白色沉淀 SiO 32-+2H+=H2SiO 3↓
2、SiO 32-+CO2+H2O=H2SiO 3↓+ CO32- SiO 32-+2CO2+2H2O=H2SiO 3↓+2HCO3-
不矛盾。因为反应①为溶液中进行的反应，反应②为高温条件下的反应。
四、无机非金属材料
1、耐高温、硬度高、抗腐蚀 光电特征
2、硅酸盐 稳定 较高 难溶
3、纯碱、石灰石、石英 Na 2CO 3+SiO2
CaCO 3+SiO2 高温
高温 Na 2SiO 3+CO2↑ CaSiO 3+CO2↑ 硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅 熔点
4、石灰石和黏土 3CaO ·SiO 2 、 2CaO ·SiO 2 、 3CaO ·Al 2O 3 具有水硬性
5、陶瓷 黏土
6、高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷
练习3、D
【合作探究】1、A
2、(1) A D E B C F
(2) 2CH3COOH+Na2CO 3=2CH3COONa+H2O+CO2↑
Na 2SiO 3+CO2+H2O=H2SiO 3↓+ Na2CO 3
3、（1）称取样品m g，加入足量的NaOH 溶液（或盐酸）使样品完全溶解，过滤、洗涤沉淀、干燥、称量CaCO 3(SiO2) 的质量为m 1 g 。
（2）(5CV - 50C1V 1)%/m
（3） 所测结果偏低 煅烧后的样品在空气中冷却时，CaO 会与空气中的水蒸气、
二氧化碳结合，使称量质量偏高，导致测定结果偏低。在过滤、洗涤操作过程
中CaCO 3沉淀会有损失。
【课堂训练】
1、A 2、B 3、B 4、B
5、