二氧化硅和氢氧化钠

第1课时二氧化硅和硅酸

【基础篇】

题组一二氧化硅的性质与用途

1.关于地壳中含量占第一位和第二位的元素之间形成的化合物，有关其说法正确的是()

A.化学性质不活泼

B.可溶于水且显酸性

C.熔沸点较低，物理性质与CO2相似

D.是酸性氧化物，不溶于任何酸

答案A

解析该化合物为SiO2，SiO2不溶于水、熔沸点很高，与氢氟酸反应。

2.除去SiO2中混有的少量生石灰和石灰石，有如下操作：①加水溶解②加水煮沸③过滤

④加稀盐酸⑤加稀H2SO4，正确的操作顺序是()

A.①③B.④③C.⑤③D.②③

答案B

解析加稀盐酸与CaO、CaCO3反应生成CaCl2溶液，然后过滤得到SiO2固体。注意不能选用

稀H2SO4，因CaSO4微溶，不易分离出SiO2。

3.下列关于SiO2的说法，正确的是()

2是制造光导纤维的重要材料

2溶于水生成硅酸

2对应水化物的酸性比碳酸强

2是酸性氧化物，不跟任何酸反应

答案A

解析SiO2不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；SiO2是酸性氧化物，但可与氢氟酸反应。

4.下列试剂能用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是()

2SiO3溶液4溶液

C.氢氟酸溶液

答案B

解析玻璃中含有SiO2与NaOH溶液长时间作用会生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液有粘性，可将玻

璃塞与玻璃瓶粘在一起打不开，A、D错误；氢氟酸可腐蚀玻璃，一般用塑料瓶盛装，C错误。

5.指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内。

(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O()

(2)SiO2＋Na2CO3=====

高温

Na2SiO3＋CO2↑()

(3)SiO2＋2C=====

高温

Si＋2CO↑()

(4)SiO2＋3C=====

高温

SiC＋2CO↑()

(5)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O()

A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀

B.氧化性

C.酸性氧化物的通性

D.将挥发性的酸酐从其盐中置换出来

E.未参与氧化还原反应

答案(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A

解析(1)中SiO2表现的是酸性氧化物的性质。(2)中是SiO2得电子，显氧化性。(4)中得失

电子的是C，SiO2未参与得失电子。(5)是雕刻玻璃的反应。

6.生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，检验它是否存在着两种杂质的最好试剂是()

A.水B.盐酸C.硫酸D.烧碱溶液

答案B

解析生石灰能溶于水生成氢氧化钙与二氧化硅反应生成硅酸钙沉淀，碳酸钙不溶于水，所

以有不溶于水的物质出现，不能说明杂质是否含有碳酸钙和二氧化硅，A错误；碳酸钙和盐

酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，二氧化硅不溶于盐酸，生石灰溶于盐酸生成氯化钙和水，

所以有气体产生说明有碳酸钙，有不溶物，说明有二氧化硅，B正确；碳酸钙和硫酸反应生

成硫酸钙，微溶于水，二氧化硅不溶于硫酸，所以有不溶于水的物质出现，不能确定是碳酸

钙还是二氧化硅，C错误；碳酸钙不溶于氢氧化钠，二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠，

生石灰溶于水，所以不能确定是否含有二氧化硅，D错误。

题组二硅酸的性质与用途

7.下列关于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)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

2气体通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸

D.两者受热时均可以分解

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，故可以用H2CO3

制备H2SiO3：CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓。

8.在存放照相机、显微镜、食品和药品的包装盒中常发现一些袋装透明的胶状颗粒，该颗粒

的主要作用是干燥，其成分是()

A.活性炭B.氯化钠

C.硅胶D.小苏打

答案C

解析以上四种物质中只有硅胶是干燥剂。

9.下列关于硅酸的说法正确的是()

A.硅酸可以通过SiO2和水化合反应直接制得

B.可用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓制取硅酸

C.因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应

D.干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸钠

答案B

解析SiO2难溶于水，因此不能与水化合反应直接制得硅酸，A错误；由于酸性HCl>H2SiO3，

所以可用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓制取硅酸，B正确；尽管硅酸难溶于水，但

是它仍能与NaOH溶液反应产生硅酸钠和水，C错误；干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸，D

错误。

10.纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是()

粗SiO2――→

NaOH溶液

Ⅰ

X――→

稀H2SO4

Ⅱ

Y――→

灼烧

Ⅲ

SiO2

A.X可用作木材防火剂

B.步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4

C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替

D.步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行

答案D

解析X为硅酸钠溶液，可用作木材防火剂，A正确；步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓

＋Na2SO4，B正确；碳酸的酸性比硅酸强，故步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替，C正确；步

骤Ⅲ为硅酸固体的灼烧，若在实验室完成，一般在坩埚中进行，D错误。

【提升篇】

11.(1)普通玻璃又称为钠玻璃，试写出生产普通玻璃过程中发生反应的一个化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)实验室用于盛放碱性试剂的试剂瓶不用磨口玻璃塞的原因是：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________(用离子

方程式表示)。

(3)有一种特殊玻璃为钾玻璃，其热膨胀系数较小，较难熔化，较难受化学药品的侵蚀，可用

于制作一般的化学仪器。现以石英砂、苛性钾、熟石灰为原料，熔制钾玻璃，质量比为

75∶28∶37(假定这些原料不含杂质)，试用氧化物的形式表示该钾玻璃的组成__________。

(4)下列叙述正确的是_______________________________________(填序号)。

①SO2、NO、NO2都是形成酸雨的因素，都能和水反应生成酸

②NH3、H2S均不能用浓硫酸干燥

③水晶的主要成分是SiO2

④SiO2与CO2都属于酸性氧化物，都不能与酸反应

⑤实验室可用NaOH溶液处理Cl2和SO2废气

⑥NO只能用排水集气法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用排空气法收集，不能用排

水集气法

答案(1)Na2CO3＋SiO2=====

高温

Na2SiO3＋CO2↑或CaCO3＋SiO2=====

高温

CaSiO3＋CO2↑

(2)2OH－＋SiO2===SiO2－

3＋H2O(3)K2O·2CaO·5SiO(4)②③⑤⑥

解析(1)工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石。碳酸钠与二氧化硅在高温条件下反应

生成硅酸钠和二氧化碳，该反应的化学方程式为Na2CO3＋SiO2=====

高温

Na2SiO3＋CO2↑；碳酸钙与

二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳，该反应的化学方程式为CaCO3＋SiO2=====

高温

CaSiO3＋CO2↑。(2)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和强碱反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋

H2O，离子反应为2OH－＋SiO2===SiO2－

3＋H2O，硅酸钠是一种具有粘性的物质，导致瓶塞与瓶口

粘在一起，所以盛放碱液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞；二氧化硅能与氢氟酸反应：SiO2＋

4HF===SiF4↑＋2H2O，氢氟酸应保存在塑料瓶中。(3)由石英砂、苛性钾、熟石灰质量比为

75∶28∶37，根据元素原子守恒，

1

2

n(KOH)∶n[Ca(OH)2]∶n(SiO2)＝n(K2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)

＝

28

56

＝

1

2

∶

37

74

∶

75

60

＝1∶2∶5，用氧化物表示玻璃的组成为活泼金属氧化物·较活泼金属氧化

物·二氧化硅·水的顺序，则玻璃为K2O·2CaO·5SiO2。(4)①NO不能与水反应，错误；②

浓硫酸不能干燥碱性气体和还原性的气体，如NH3、H2S等，正确；③水晶的主要成分是SiO2，

正确；④SiO2能与氢氟酸反应，错误；⑤Cl2和SO2废气都能与NaOH溶液反应，实验室可用

NaOH溶液来处理，正确；⑥NO能与空气中的氧气反应但不溶于水也不跟水反应，只能用排水

集气法收集，不能用排空气法收集；而NO2不与氧气反应，能与水反应，只能用排空气法收

集，不能用排水集气法，正确；综上，答案选②③⑤⑥。

12.高纯二氧化硅可用来制造光纤。某稻壳灰的成分为

组分SiO2CNa2OK2OAl2O3Fe2O3

质量分数59.2038.800.250.500.640.61

通过如下流程可由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅。

请回答下列问题：

(1)根据氧化物的性质进行分类，稻壳灰中涉及的氧化物最多有________类。

(2)步骤①中涉及SiO2的离子反应方程式为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)滤渣A的成分有________________(填化学式)。

(4)步骤③反应的化学方程式为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)实验室进行步骤③用到的仪器有坩埚钳、酒精灯、三脚架、__________和__________。

答案(1)3(2)SiO2＋2OH－===SiO2－

3＋H2O

(3)C、Fe2O3(4)H2SiO3=====

△

SiO2＋H2O(5)坩埚泥三角

解析(1)根据氧化物的性质可以把氧化物分为碱性氧化物、酸性氧化物、两性氧化物、不成

盐氧化物、其他复杂氧化物5类，稻壳灰中二氧化硅属于酸性氧化物，氧化钠、氧化钾属于

碱性氧化物，氧化铝属于两性氧化物。(2)步骤①中涉及SiO2与氢氧根离子反应生成硅酸根

离子和水，离子方程式是SiO2＋2OH－===SiO2－

3＋H2O。(3)稻壳灰的成分中只有二氧化硅、氧化

铝与氢氧化钠反应，氧化钠、氧化钾与水反应，而C与氧化铁均不反应，所以滤渣A的成分

是C、Fe2O3。(4)滤液A中含有硅酸根离子、偏铝酸根离子，加入过量稀盐酸，则偏铝酸根离

子与过量的稀盐酸反应生成铝离子，而硅酸根离子与过量的稀盐酸反应生成硅酸沉淀，过滤

得到硅酸，煅烧生成二氧化硅和水，化学方程式是H2SiO3=====

△

SiO2＋H2O。(5)煅烧固体时，需

要将固体放在坩埚中，坩埚放在泥三角上，泥三角放在三脚架上，用酒精灯加热，用坩埚钳

取下坩埚，所以还需要坩埚和泥三角。

13.为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的实验装置，一次实验

即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：

(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。

(2)装置B所盛的试剂是__________________________________________，

其作用是___________________________________________________。

(3)装置C所盛试剂是___________________________________________，

C中反应的离子方程式是___________________________________________。

(4)由此得到的结论是酸性________>________＞________。

答案(1)盐酸

(2)饱和NaHCO3溶液吸收HCl气体

(3)Na2SiO3溶液SiO2－

3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO2－

3(或SiO2－

3＋2CO2＋2H2O===2HCO－

3＋

H2SiO3↓)

(4)HClH2CO3H2SiO3

解析根据强酸＋弱酸盐―→弱酸＋强酸盐分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放Na2CO3，

根据Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑可以知道酸性HCl强于H2CO3，然后将生成的CO2通入

Na2SiO3溶液中，反应为Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由此判断酸性H2CO3>H2SiO3，

但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故通入Na2SiO3溶液前需将HCl吸收，但不能吸收

CO2，故选用饱和NaHCO3溶液。

14.化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成化合物D。

(1)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是

__________________________。

(2)将C与纯碱混合高温熔融时发生化学反应生成D，同时还生成能使澄清石灰水变浑浊的氧

化物E；将少量的E通入D的水溶液中，生成化合物F。

①分别写出生成D和F的化学反应方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________。

②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是

________________________________________________________________________。

A.普通玻璃坩埚

B.石英玻璃坩埚

C.铁坩埚

(3)100gC与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2L,100g

混合物中石灰石的质量分数是________。

答案(1)氢氟酸(或HF)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O

(2)①SiO2＋Na2CO3=====

高温

Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓②AB

(3)50%

解析二氧化硅用作光导纤维，则C是SiO2；二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，

故D是硅酸钠。(1)二氧化硅与HF反应，与一般的酸不反应，化学方程式是SiO2＋4HF===SiF4↑

＋2H2O。(2)①二氧化硅与碳酸钠高温反应生成硅酸钠和二氧化碳气体，E是二氧化碳，少量

的二氧化碳通入硅酸钠溶液中，生成硅酸沉淀和碳酸钠，化学方程式分别是SiO2＋Na2CO3=====

高温

Na2SiO3＋CO2↑，Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。②纯碱为碳酸钠，高温下碳酸钠与二

氧化硅发生反应，所以不能使用含有二氧化硅的坩埚，如石英坩埚、普通玻璃坩埚，应选择

铁坩埚，选AB。(3)二氧化硅和碳酸钙高温反应生成硅酸钙和二氧化碳，化学方程式是SiO2

＋CaCO3=====

高温

CaSiO3＋CO2↑，生成二氧化碳的物质的量是

11.2L

22.4L·mol－1

＝0.5mol，所以碳酸

钙的质量是0.5mol×100g·mol－1＝50g，所以石灰石中碳酸钙的质量分数是

50g

100g

×100%

＝50%。