高中化学必修一硅元素与二氧化硅知识点精讲

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钢是在烈火与急速冷却中淬炼而成，因而坚硬无比、无惧风雨。我们的这一代人也正是在斗争与严酷考验中成长，学会了在生活面前永不屈服。以下为您整理的高中化学必修一基础知识点总结，希望能助您一臂之力。

一、硅元素：无机非金属材料的灵魂元素，占地壳质量的26.3%，仅次于氧元素。作为典型的亲氧元素，硅主要以高熔点的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙土和土壤中，构成了地壳质量的90%以上。位于元素周期表第3周期第ⅣA族，与碳元素相邻。硅原子最外层拥有4个电子，因此主要形成四价化合物。

二、二氧化硅（SiO2）：自然界中的二氧化硅被称为硅石，包括结晶形和无定形两种形态。石英是常见的结晶形二氧化硅，其中无色透明的为水晶，具有彩色环带或层状构造的则是玛瑙。二氧化硅晶体呈现立体网状结构，基本单元为[SiO4]，这一独特的结构赋予了它优异的物理化学性质，使其在工业领域得到广泛应用（如玛瑙饰品、石英坩埚、光导纤维）。

物理性质：熔点极高、硬度大、不溶于水、纯净的SiO2透光性好。
化学性质：化学稳定性强，除氢氟酸外不与一般酸反应，但能与强碱（NaOH）反应，表现为酸性氧化物。在特定条件下可与碱性氧化物反应：
SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O
SiO2 + CaO ===(高温) CaSiO3
SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
注意：氢氟酸不可用玻璃瓶储存，碱性溶液的试剂瓶应采用木塞或胶塞。

三、硅酸（H2SiO3）：酸性极弱（弱于碳酸），溶解度极小。由于SiO2不溶于水，硅酸通常通过可溶性硅酸盐与强酸性物质反应制备：
Na2SiO3 + 2HCl → H2SiO3↓ + 2NaCl
硅胶具有多孔疏松的结构，可用作干燥剂和催化剂载体。

四、硅酸盐：由硅、氧和金属元素组成的化合物总称，分布广泛、结构复杂且化学性质稳定。通常不溶于水（Na2SiO3、K2SiO3除外）。硅酸钠（Na2SiO3）是最典型的代表：其水溶液称为水玻璃或泡花碱，可用作肥皂填料、木材防火剂和黏合剂。常用硅酸盐产品包括玻璃、陶瓷和水泥。

五、硅单质：与碳相似，存在晶体和无定形两种形态。晶体硅的结构类似金刚石，呈灰黑色固体，具有金属光泽，熔点高达1410℃，硬度大但较脆，常温下化学性质稳定。作为优良半导体材料，广泛应用于半导体晶体管、芯片、光电池等领域。

六、氯元素：位于元素周期表第3周期第ⅦA族，原子结构容易获得一个电子形成氯离子（Cl-），是典型的非金属元素。在自然界中以化合态形式存在。

七、氯气：物理性质为黄绿色气体，具有刺激性气味，可溶于水，在加压降温条件下可变为液态（液氯）或固态。工业制法：
MnO2 + 4HCl（浓） → MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
闻法：用手在瓶口轻扇，使少量氯气进入鼻孔。
化学性质：活泼有毒，具有强氧化性，能与大多数金属反应生成金属氯化物（盐），也能与非金属反应：
2Na + Cl2 ===(点燃) 2NaCl
2Fe + 3Cl2 ===(点燃) 2FeCl3
Cu + Cl2 ===(点燃) CuCl2
Cl2 + H2 ===(点燃) 2HCl
现象：燃烧时发出苍白色火焰，产生大量白雾。燃烧本质是剧烈的氧化还原反应，并非所有燃烧都需要氧气参与。
Cl2的用途：
① 自来水杀菌消毒：Cl2 + H2O → HCl + HClO，HClO具有强氧化性和漂白性，起主要消毒作用。次氯酸不稳定，见光或加热易分解，久置氯水会失效。
② 制漂白液、漂白粉和漂粉精：
漂白液：Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O（NaClO比HClO稳定）
漂白粉（有效氯35%）和漂粉精（有效氯70%）：
2Cl2 + 2Ca(OH)2 → CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
③ 与有机物反应，是重要的化工原料。
④ 用于提纯Si、Ge、Ti等半导体和钛。
⑤ 有机化工：合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品。

八、氯离子的检验：使用硝酸银溶液，并用稀硝酸排除干扰离子（CO32-、SO32-）：
HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3
NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3
Na2CO3 + 2AgNO3 → Ag2CO3↓ + 2NaNO3
Ag2CO3 + 2HNO3 → 2AgNO3 + CO2↑ + H2O
Cl- + Ag+ → AgCl↓

九、二氧化硫：制法（形成）：硫黄或含硫燃料燃烧得到（硫磺为黄色粉末）：
S + O2 ===(点燃) SO2
物理性质：无色、刺激性气味，易液化，溶于水（1:40体积比）。
化学性质：有毒，溶于水生成亚硫酸（H2SO3），溶液呈酸性，具有漂白作用，遇热可恢复原色。因H2SO3不稳定，会分解回水和SO2，这一过程可逆：
SO2 + H2O ⇌ H2SO3
可逆反应——在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。用可逆箭头符号表示。

十、一氧化氮和二氧化氮：
一氧化氮在高温或放电条件下由N2与O2反应生成（N2 + O2 ===(高温或放电) 2NO），生成的一氧化氮不稳定，遇氧气即生成二氧化氮（2NO + O2 → 2NO2）。
一氧化氮：无色气体，空气污染物，少量可治疗心血管疾病。
二氧化氮：红棕色气体，刺激性气味，有毒，易液化，易溶于水，并与水反应生成硝酸（3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO），这是工业制硝酸的方法。

十一、大气污染：SO2和NO2溶于雨水形成酸雨。防治措施：
① 从燃料燃烧源头控制。
② 加强立法管理。
③ 推广能源利用和开发。
④ 废气回收利用，化害为利（如2SO2 + O2 → 2SO3，SO3 + H2O = H2SO4）。

十二、硫酸：物理性质为无色黏稠油状液体，不挥发，沸点高，密度比水大。化学性质：具有酸的通性，浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性。是强氧化剂：
C12H22O11 ===(浓H2SO4) 12C + 11H2O（放热）
2H2SO4（浓） + C → CO2↑ + 2H2O + SO2↑
还能氧化氢后金属，但不产生氢气：
2H2SO4（浓） + Cu → CuSO4 + 2H2O + SO2↑
稀硫酸：与活泼金属反应产生氢气，使酸碱指示剂变红，与某些盐反应，与碱性氧化物反应，与碱中和。

十三、硝酸：物理性质为无色液体，易挥发，沸点较低，密度比水大。化学性质：具有一般酸的通性，浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂：
4HNO3（浓） + Cu → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 4H2O
8HNO3（稀） + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
反应条件不同，硝酸被还原产物不同：N(+4)O2、N(+3)O2、N(+2)O、N(+1)2O、N(0)2、N(-3)H3
浓硫酸和浓硝酸能钝化铁铝等金属，形成致密氧化膜，阻止反应继续。因此铁铝容器可盛装冷浓酸。硝酸和硫酸都是重要化工原料：
用途：制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、金属酸洗、制取挥发性酸。

十四、氨气及铵盐：
氨气：无色气体，刺激性气味，密度小于空气，极易溶于水（1:700体积比）。溶于水呈碱性：
NH3 + H2O ⇌ NH3?H2O ⇌ NH4+ + OH-
可作红色喷泉实验。一水合氨为弱碱，不稳定，受热易分解。浓氨水易挥发，有刺激气味。氨气与酸反应生成铵盐：
NH3 + HCl → NH4Cl（晶体）
氨是重要化工产品，氮肥、有机合成、硝酸、铵盐和纯碱生产都离不开它。液氨气化时吸收大量热，可用作制冷剂。
铵盐性质：易溶于水（多为化肥），受热易分解，放出氨气：
NH4Cl → NH3↑ + HCl↑
NH4HCO3 → NH3↑ + H2O↑ + CO2↑
可实验室制氨气：干燥铵盐与碱固体混合加热：
NH4NO3 + NaOH → NaNO3 + H2O + NH3↑
2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O + 2NH3↑
用向下排空气法收集，红色石蕊试纸检验是否收集满。

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