1、11 月 16 日 硅酸及硅酸盐的性质高考频度：难易程度：典例在线常见物质之间的转化如下图所示：其中 B 常被用于制造光导纤维，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相似的；C、F 均含有 A 物质所含元素；反应中生成的水及次要产物均已略去。(1)试推测：A_，C_，F_。(写化学式)(2)试写出反应的离子方程式：_。(3)在反应中，碳的作用是_，当生成 1 mol A 时，转移电子的物质的量为_。【答案】(1)Si Na 2SiO3 H 2SiO3(2)SiO32+CO2+H2O=CO32+H2SiO3(或 SiO32+2CO2+2H2O=2HCO3+H2SiO3)(3)作还原剂 4 mol(2
2、)根据以上分析可知反应的离子方程式为 SiO32+CO2+H2O=CO32+H2SiO3或SiO32+2CO2+2H2O=2HCO3+H2SiO3；(3)反应的方程式为 SiO2+2C Si+2CO，碳元素化合价升高，失去电子，碳的作用是作还原剂。Si 高 温元素化合价从+4 价降低到 0 价，因此当生成 1 mol A 时，转移电子的物质的量为 4 mol。解题必备一、硅酸的性质1弱酸性向Na 2SiO3溶液中通入CO 2，反应的化学方程式为Na 2SiO3+CO2+H2O =H2SiO3 (胶体)+Na 2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3(胶体)+2NaHCO 3。
3、结论：H 2SiO3酸性比H 2CO3酸性弱。2不稳定性H2SiO3受热易分解，反应方程式为H 2SiO3 SiO2+ H2O。 二、硅酸的制备实验探究实验操作实验现象滴加酚酞溶液后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有透明胶状物生成结论Na2SiO3溶液呈碱性；滴加稀盐酸后反应的化学方程式为Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体)向 Na2SiO3溶液中通入 CO2气体，现象是生成白色沉淀，其离子方程式为+CO2+H2O=H2SiO3+ ，然后改加 NaOH 溶液，反应的离子方程式为Si 3CH2SiO3+2OH= +2H2O。3Si三、硅酸盐的表示方法及性质1概念硅酸盐
4、是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。2硅酸盐的性质硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。3硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成(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)。如硅酸钙 CaSiO3可表示为 CaOSiO2，长石表示为 K2OAl2O36SiO2，石棉表示为 CaO3MgO4SiO2，粘土表示为 Al2O32SiO22H2O。4最常见的硅酸盐Na 2SiO3硅酸钠是一种白色固体，可溶于水，其水溶液俗称水玻璃。若取两个小木条(或滤纸条)，分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中浸泡，取出稍沥干后，同时分别放置在酒精灯外
5、焰处，观察到的现象是用蒸馏水浸泡的木条燃烧，用硅酸钠溶液浸泡的木条不燃烧，由此可得出的实验结论是硅酸钠耐高温，不能燃烧。四、三种常见的硅酸盐产品硅酸盐产品 原料 主要设备 主要成分 备注水泥石灰石、黏土水泥回转窑3CaOSiO2，2CaOSiO2，3CaOAl 2O3玻璃纯碱、石灰石、石英玻璃窑 Na2OCaO6SiO2陶瓷 黏土 硅酸盐硅酸盐产品水泥与陶瓷的共同原料是黏土，水泥与玻璃的共同原料是石灰石。学霸推荐1下列关于碳酸(H 2CO3)和硅酸(H 2SiO3)的说法中不正确的是A两者均为弱酸 B两者均可使紫色石蕊试液变红色CCO 2气体通入 Na2SiO3溶液中可以制得硅酸 D两者受热时
6、均可以分解2下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是A水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B水玻璃在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质3下图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是ASiO 2属于两性氧化物 B酸性：H 2SiO3H 2CO3C硅胶吸水后可重复再生 D图中所示转化反应都是氧化还原反应4硅胶和石英的主要成分都是 SiO2，前者是结构疏松的 SiO2，后者是结构致密的 SiO2。二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质上表现出差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，经历以
7、下三步，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的写出离子方程式)。(1)用 NaOH(aq)溶解石英：_。(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：_。(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：_。5某课外兴趣小组的同学向 Na2SiO3溶液中滴加盐酸，预计会生成 H2SiO3胶体，用激光笔照射会出现“丁达尔效应” 。但令人意想不到的是，试管中在出现硅酸胶体的同时也出现了大量气泡，为什么会出现这种现象呢？甲乙两同学进行了大胆的推测。甲同学推测是生成了硅酸胶体，造成 HCl 在溶液中的溶解度变小，最终从溶液中逸出；乙同学咨询了实验员得知这瓶 Na2SiO3溶液已经放置了很长一
8、段时间，他推测溶液可能已经变质，故导致以上现象的出现。(1)请设计一个最简单的实验验证甲同学的推测是否正确：_；(2)乙同学取这瓶久置的硅酸钠溶液，用激光笔照射，发现有光柱出现，说明在这瓶硅酸钠溶液中已经有_胶体生成。推测产生的气体可能是_，然后乙同学又做了两个实验进行验证：取少量该瓶溶液，向其中滴加_，并检验产生的气体。请写出检验该气体的常用方法：_；取硅酸钠固体，配成饱和溶液，现配现用，滴入盐酸，观察现象；通过以上实验，证明了乙同学观点正确，请写出所对应的化学反应方程式：_、_。参考答案1 【答案】B【解析】硅酸不能使紫色石蕊试液变红，B 错误。因为 H2CO3酸性强于 H2SiO3，故可
9、以用 H2CO3制备H2SiO3：CO 2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3。2 【答案】D【解析】水玻璃是一种矿物胶，可作黏合剂、耐酸水泥掺料，木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧，水玻璃的化学性质稳定，但在空气中易与二氧化碳、水反应生成硅酸而变质。3 【答案】C【解析】SiO 2是酸性氧化物；酸性：H 2CO3H 2SiO3；图中有的转化反应不是氧化还原反应，如 SiO2与NaOH 溶液的反应。4 【答案】(1)2OH +SiO2= +H2O3Si(2) +2H+=H2SiO323SiO(3)H2SiO3 H2O+SiO 2 5 【答案】(1)向饱和氯化氢溶液中加
10、入硅酸胶体，观察有无气泡产生，若有气泡则甲同学推测正确(其他合理答案均可)(2)硅酸 CO 2 稀硫酸(或稀盐酸) 将气体通入澄清石灰水中，观察石灰水是否变浑浊Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+Na 2CO3 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2【解析】(1)甲同学的推测是生成了硅酸胶体，造成 HCl 在溶液中的溶解度变小，最终从溶液中逸出，故在验证时可以向饱和氯化氢溶液中加入硅酸胶体，若甲同学推测正确，则会有气泡生成，反之说明甲同学的推测不正确。(2)用激光笔照射，发现有光柱出现，这是丁达尔现象，属于胶体的特性，久置的硅酸钠溶液会发生变质生成硅酸胶体。硅酸钠在空气中变质可能是因为与二氧化碳发生了反应，生成硅酸和碳酸钠，当滴加盐酸时，盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体。乙同学所做的两个实验是对比实验，分别取久置的硅酸钠溶液和现配的硅酸钠溶液进行实验。久置的硅酸钠溶液发生反应：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+Na 2CO3，当加入稀盐酸时，碳酸钠与稀盐酸发生反应生成二氧化碳气体：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2。学霸之路
