| 二氧化硅与硅酸 |
主编：黄冈中学化学集体备课组
（引）2009年诺贝尔物理学奖一半授予了一位华裔科学家高锟，因为他六十年代关于光纤通讯的开创性工作的巨大贡献。目前高速互联网、电话网全都依耐于遍布全球的光纤网络。光纤通俗讲就是拉成细丝的SiO2。
[板书]二氧化硅与硅酸
一、二氧化硅(SiO2)
1、存在：有结晶形和无定形两大类，统称为硅石。
（讲）结晶形SiO2主要存在于石英矿中，纯石英为无色晶体，大而透明的棱柱状石英称为水晶。紫水晶、玛瑙是含杂质的有色晶体。沙子也是混有杂质的石英细粒。硅藻土为无定形SiO2。
2、物理性质：坚硬难熔的固体，不溶于水。
3、空间结构：
由Si和O按1︰2的比例组成的立体网状结构，基本结构单元为[SiO4]四面体结构。直接由Si、O原子构成，不存在SiO2分子。
4、化学性质
①具有酸性氧化物的通性，但不与水反应。
SiO2＋CaO
CaSiO3(炼铁中除炉渣)
SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O
（讲）Na2SiO3的水溶液称为水玻璃，又称花碱，可用作粘合剂。玻璃中含有SiO2，所以装NaOH溶液的试剂瓶不能配玻璃塞，而应配橡皮塞或软木塞。
磨口玻璃塞粗糙，易与NaOH溶液反应，而玻璃瓶内壁光滑，不易与NaOH溶液反应，Na2SiO3溶液浸泡过材料具有防水性。
SiO2＋Na2CO3
CO2↑＋Na2SiO3(工业制玻璃的主要反应)
SiO2＋CaCO3
CaSiO3＋CO2↑
[演示实验]防火滤低
②弱氧化性：SiO2＋2C
Si＋2CO↑(高温下CO比CO2更稳定)
SiO2＋3C
SiC＋2CO↑， SiC：金刚砂
③特性：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(氢氟酸可用于雕刻玻璃)
5、用途
①光导纤维
②制工艺品、光学仪器
③钟表工业（石英表、石英钟）
利用石英的压电效应，在外加电场的作用下，产生有规律的振动。
二、硅酸(H2SiO3)
（讲）硅酸有不同的组成，为了简便，用H2SiO3代表硅酸。
不溶于水，白色固体，弱酸，其酸性比H2CO3弱，硅酸可用为干燥剂、催化剂载体。
（过渡）由于SiO2不溶于水，我们用可溶性的硅酸盐溶液与酸反应制备H2SiO3。
[演示实验] Na2SiO3水溶液显碱性
[板书] Na2SiO3＋2HCl=H2SiO3（胶体）＋2NaCl
浓度较小时，形成H2SiO3胶体；较大时，以白色沉淀析出。
（讲）P76 H2SiO3溶液浓度较大时，可形成软面透明，胶体状物硅酸凝胶。
硅酸凝胶经干燥脱水后可得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室、袋装食品、瓶装药品的干燥剂，因为较大的表面积，也可作为催化剂载体。
介绍变色硅酸CoCl2(蓝色)
CoCl2·xH2O（红色）
当干燥硅酸吸水后，逐渐由蓝色变为粉红色，再生时，可在板烘箱中采热，又知水由粉红色变为蓝色，重复使用。
对比：Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2↑（CO2为气体，从体系中逸出，高沸点酸制低沸点酸。）
三、
的比较
SiO2
CO2
物理性质
坚硬难熔的固体，不溶于水
无色无味氧化，可溶于水
与碱性氧化物
反应
SiO2＋CaO
CaSiO3
CO2＋CaO=CaCO3
与碱反应
SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O
CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O
CO2(过量)＋NaOH=NaHCO3
与酸反应
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O（仅与HF反应）
——
与盐反应
SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑
Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3
相互转化
SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑
CO2＋H2O＋Na2SiO3=Na2CO3＋H2SiO3↓，H2SiO3
SiO2＋H2O
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