考点15 硅及其化合物-2023年江苏省普通高中化学学业水平合格性考试必备考点归纳与测试（原卷版）

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考点 14 硅及其化合物

【学业要求】

1.了解硅及其重要化合物的主要物理性质。2.知道硅元素在自然界中以二氧化硅及硅酸盐的形式存在。3.了

解硅及其重要化合物的主要用途。4.了解二氧化硅与氢氟酸、碱性氧化物、强碱等的反应。

一、硅酸盐材料

1．硅酸盐

(1)定义：由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。

(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，通常用 SiO2和金属氧化物的组合形式表示它们的组成，如硅酸钠

(Na2SiO3)写成 Na2O·SiO2，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O，长石(KAlSi3O6)可表示为

K2O·Al2O3·6SiO2。

(3)传统硅酸盐材料如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。

2．常见硅酸盐材料比较

陶瓷普通玻璃普通水泥

原料黏土

纯碱(Na2CO3)、石灰石

(CaCO3)、石英砂(SiO2)

主要原料：石灰石、黏土

辅助原料：适量的石膏

设备陶瓷窑玻璃熔炉水泥回转窑

主要

成分成分复杂

硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙

(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)

硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙

(2CaO·SiO2)、铝酸三钙

(3CaO·Al2O3)

特点

抗氧化、抗酸

碱腐蚀、耐高

温、绝缘

玻璃是非晶体，称为玻璃态物

质，无固定熔点，在某一温度

范围内软化可加工成制品

具有水硬性，与水掺和搅拌并静置

后，很容易凝固变硬

用途

建筑材料、绝

缘材料、日用

器皿、卫生洁

具

建筑材料、光学仪器、各种器

皿、制造玻璃纤维大量用于建筑和水利工程

玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑。

3．硅酸钠(Na2SiO3)。

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。

②与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓；与 CO2水溶液反应

的化学方程式为 Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。

③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。

(1)硅酸盐大多难溶于水，常见的可溶性硅酸盐是硅酸钠，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，与玻璃成分不同，

水玻璃又称泡花碱，但它却是盐溶液，而不是碱溶液。

(2)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。

(3)硅酸盐的三点提醒

①盛 Na2SiO3的试剂瓶应密封，否则 Na2SiO3吸收空气中的 CO2和H2O会变质。

②盛 Na2SiO3的试剂瓶不能用玻璃塞，因为其本身是一种黏合剂。

③SiO 与H＋不能大量共存。

二、新型无机非金属材料

1．硅和二氧化硅

(1)硅的存在与性质

①硅是亲氧元素，在自然界中总是与氧化合，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在；

②单质硅是应用最为广泛的半导体材料；

③高温下，硅能与氧气反应生成 SiO2，与氯气反应生成 SiCl4。

(2)二氧化硅的性质

①二氧化硅硬度大、熔点高，不溶于水；

②酸性氧化物：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；

③具有氧化性：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑；

④特性：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。

2．新型陶瓷与碳纳米材料

(1)① 高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。

②生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。

③压电陶瓷：具有压电效应。

④超导陶瓷：在临界温度时电阻为零的陶瓷。

碳化硅(SiC)------一种高温结构陶瓷

碳化硅俗称金刚砂，它是由碳原子和硅原子通过共价键连接而形成，与金刚石的结构类似，具有硬度大和

优异的高温抗氧化性能。

(2)碳纳米材料

①富勒烯：是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，如 C50、C60、C70、C120 等，其代表物是 C60。

②碳纳米管：是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。比表面积大，具有高强度和优良的电学

性能。

③石墨烯：是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的

强度。

上述碳纳米材料，与金刚石、石墨等均为碳的同素异形体。

【真题演练】

例1．(2015·江苏合格考)实验室制备硅酸的反应为 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，该反应属于(　　)

A.化合反应 B.分解反应

C.置换反应 D.复分解反应

例2．(2015·江苏合格考)手机芯片是一种在半导体材料上集合多种电子元器件的电路模块。下列可用作半

导体材料的是(　　)

A.铝 B.硅 C.碳 D.铁

例3．(2015·江苏合格考)下列物质属于硅酸盐产品的是(　　)

A.尼龙绳 B.保鲜膜

C.青花瓷 D.金刚石

例4．(2017·江苏合格考)有关物质的转化关系如下图所示(部分生成物和反应条件已略去)。D、F、G、H均

为常见气体，其中 D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，G呈黄绿色，H在空气中含量最高；C的摩尔质量为

32 g·mol－1；E为难溶性碱。

(1)C 的化学式为____________________。

(2)H 的电子式为____________________。

(3)写出反应①的离子方程式：____________________________________________________。

(4)写出反应②的化学方程式：________________________________________________。

【核心归纳】1．硅酸盐改写成氧化物形式的方法

(1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

(2)氧化物前计量数的配置原则：按配置前后原子个数守恒原则配置各氧化物的计量数，并写在相应氧化物

前面，且不同氧化物之间以“·”隔开。写成氧化物后，原化学式中的各元素、原子的个数比应保持不变。

(3)当氧化物计量数出现分数时应化为整数，如钾长石：KAlSi3O8不能写成 K2O·Al2O3·3SiO2，应写成

K2O·Al2O3·6SiO2。

2．不要混淆常见含硅物质的类别。

①计算机芯片的主要成分是晶体硅而不是 SiO2，用作半导体材料的是晶体硅；

②水晶、沙子、玛瑙等的主要成分是 SiO2而不是硅酸盐。

③光导纤维的主要成分是 SiO2，不属于硅酸盐材料。

④传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。

(2)工业制备高纯硅的原理：

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