《2025年三维随堂精练高中化学必修第二册人教版》

1. 硅酸盐
（1）性质：硬度 大 ， 难 溶于水、耐高温、抗腐蚀。
（2）表示方法：硅酸盐的组成比较复杂，常用氧化物的形式表示。例如：硅酸钠（$Na_2SiO_3$）可表示为$Na_2O·SiO_2$，钠长石（$NaAlSi_3O_8$）可表示为$Na_2O·Al_2O_3·6SiO_2$。
（3）最简单的硅酸盐——$Na_2SiO_3$
物理性质：→白色固体， 易 溶于水
→水溶液俗称 水玻璃
$Na_2SiO_3\begin{cases}化学性质\begin{cases}与酸反应\begin{cases}盐酸&离子方程式：SiO_3^{2 - } + 2H^ + = H_2SiO_3↓\\过量CO_2&离子方程式：SiO_3^{2 - } + 2CO_2 + 2H_2O = H_2SiO_3↓ + 2HCO_3^ - \end{cases}\end{cases}\\用途→制备硅胶和木材防火剂的原料\end{cases}$

答案：  1.
(1) 高；难
(3) 易；水玻璃；$\mathrm{SiO}_{3}^{2 - } + 2\mathrm{H}^{ + } \xlongequal{\;\;} \mathrm{H}_{2}\mathrm{SiO}_{3} \downarrow$；$2\mathrm{CO}_{2} + \mathrm{SiO}_{3}^{2 - } + 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \xlongequal{\;\;} 2\mathrm{HCO}_{3}^{-} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{SiO}_{3} \downarrow$

2. 传统的无机非金属材料——硅酸盐产品

答案： 2. 纯碱；石英砂；石灰石；黏土；玻璃窑；水泥回转窑；$\mathrm{SiO}_{2} + \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3} \xlongequal{高温} \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3} + \mathrm{CO}_{2} \uparrow$；$\mathrm{SiO}_{2} + \mathrm{CaCO}_{3} \xlongequal{高温} \mathrm{CaSiO}_{3} + \mathrm{CO}_{2} \uparrow$；$\mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3}$、$\mathrm{CaSiO}_{3}$、$\mathrm{SiO}_{2}$；硅酸三钙$(3\mathrm{CaO} \cdot \mathrm{SiO}_{2})$、硅酸二钙$(2\mathrm{CaO} \cdot \mathrm{SiO}_{2})$、铝酸三钙$(3\mathrm{CaO} \cdot \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3})$

1. 硅
（1）周期表中位置
位于元素周期表第 三 周期、第 ⅣA 族的硅元素，正好处于 金属 与 非金属 的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的 半导体 材料。
（2）自然界存在
硅在自然界主要以 硅酸盐 （如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如 二氧化硅 、 石英 ）的形式存在。
（3）硅的制备与提纯
工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98％左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅。例如，可以将粗硅转化为三氯硅烷（$SiHCl_3$），再经氢气还原得到高纯硅。
$SiO_2 + 2C\xlongequal{高温}Si + 2CO↑$。
（4）用途
高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。利用其半导体性能可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片，以及光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池。
（5）化学性质
①常温下，硅的化学性质不活泼，只与$F_2$、$HF$（氢氟酸）、强碱（如$NaOH$）溶液反应。
$Si + 2F_2 = SiF_4$，$Si + 4HF = SiF_4↑ + 2H_2↑$，$Si + 2NaOH + H_2O = Na_2SiO_3 + 2H_2↑$。
②加热条件下和某些非金属单质（如$O_2$、$Cl_2$）发生反应。
$Si + O_2\xlongequal{\triangle}SiO_2$。

答案：  1.
(1) 三；ⅣA；金属；非金属；半导体
(2) 硅酸盐；水晶；玛瑙
(3) $\mathrm{Si} + 2\mathrm{C} \xlongequal{高温} \mathrm{Si} + 2\mathrm{CO} \uparrow$ 
(5) ① 2；$\mathrm{SiF}_{4}$；4；$\mathrm{SiF}_{4} \uparrow + 2\mathrm{H}_{2} \uparrow$；$\mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3} + 2\mathrm{H}_{2} \uparrow$ ② $\mathrm{SiO}_{2}$ 

2. 二氧化硅
（1）存在：$SiO_2$广泛存在于自然界中，是沙子、石英的主要成分。纯净的$SiO_2$又称 水晶 。
（2）物理性质

（3）化学性质
①具有酸性氧化物的通性：
a. 常温下$SiO_2$与强碱溶液反应生成盐和水：$SiO_2 + 2NaOH = Na_2SiO_3 + H_2O$；
b. 高温下$SiO_2$与碱性氧化物反应生成盐：$SiO_2 + CaO\xlongequal{高温}CaSiO_3$。
②弱氧化性：$SiO_2 + 2C\xlongequal{高温}Si + 2CO↑$。
③特性：与氢氟酸（$HF$）反应：$SiO_2 + 4HF = SiF_4↑ + 2H_2O$。此反应常被用来刻蚀 玻璃 。

答案： 2.
(1) 水晶
(2) 无色；高；大；不溶
(3) ① a. $\mathrm{Na}_{2}\mathrm{SiO}_{3} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$ b. $\mathrm{CaSiO}_{3}$ ② $\mathrm{Si} + 2\mathrm{CO} \uparrow$ ③ 4；$\mathrm{SiF}_{4} \uparrow + 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$；玻璃 

3. 光导纤维
主要成分：$SiO_2$。

答案： 3. $\mathrm{SiO}_{2}$ 

4. 新型陶瓷
（1）新型陶瓷与传统陶瓷相比，在 成分和性能 上有很大的变化，在 力学、光学、热学、电学 等方面具有很多新的特性和功能。
（2）常见新型陶瓷及其用途（连线）
A. 高温结构陶瓷 —— ④用于火箭、汽车发动机和耐高温材料
B. 压电陶瓷 —— ③用于滤声器、扬声器、超声波探伤器
C. 透明陶瓷 —— ①用于高压钠灯、激光器、高温探测窗
D. 超导陶瓷 —— ②主要用于电力、交通、医疗等领域
（3）高温结构陶瓷——碳化硅（$SiC$）
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 性能。

答案：  4.
(1) 组成；光学、热学、电学、磁学
(2) A. 高温结构陶瓷：①用于高压钠灯、激光器、高温探测窗 B. 压电陶瓷：②主要用于电力、交通、医疗等领域 C. 透明陶瓷：③用于滤声器、扬声器、超声波探伤器 D. 超导陶瓷：④用于火箭、汽车发动机和耐高温材料
(3) 金刚砂；共价键；金刚石；高温抗氧化

1. 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物。（×）
2. 硅酸盐结构较为复杂，大多不溶于水，化学性质很稳定。（√）
3. 硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合。（√）
4. 水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土。（√）
5. 陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行。（√）
6. 玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化。（√）
7. 硅晶片是生产芯片的基础材料。（√）
8. 生产光导纤维的原料是二氧化硅。（√）
9. $SiO_2$可分别与$NaOH$、$HF$反应，故$SiO_2$是两性氧化物。（×）
10. 磨口玻璃塞试剂瓶不能盛放烧碱溶液，但能盛放氢氟酸。（×）
11. 金刚砂和金刚石结构类似，互为同素异形体。（×）
12. 压电陶瓷属于新型无机非金属材料，能实现机械能和电能的相互转化。（√）

答案： ×
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