高中化学 4.1《无机非金属材料的主角——硅》学案4 新人教版必修1

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1、第一节无机非金属材料的主角——硅【高考目标定位】考纲导引考点梳理1.了解C,Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解C,Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。1.碳、硅。2.CO2和SiO2。3.硅酸和硅酸盐。4.无机非金属材料。【考纲知识梳理】一、硅及其化合物之间的相互转化关系二、碳的氧化物（CO、CO2）性质的比较：氧化物一氧化碳二氧化碳物理性质无色无味气体、有毒、难溶于水，能与人体中血红蛋白迅速结合，是一种严重的大气污染物无色略带酸味气体，无毒，能溶于水，固态时俗称“干冰”。是产生温室效应的气体之一。化

2、学性质1．可燃性2．还原性：（CuO、Fe2O3、H2O反应）3．不成盐氧化物1．不能燃烧2．与C、Mg等反应，表现氧化性3．酸性氧化物（与碱反应）实验室制法浓硫酸△HCOOH——→CO↑+H2OCaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑排水法向上排空气法收集方法检验方法点燃后在火焰上分别罩上干燥的烧杯和沾有澄清石灰水的烧杯使澄清石灰水变浑浊用途燃料、化工原料化工原料、灭火等相互转化C+CO2＝2CO（高温）2CO+O2＝2CO2（点燃）三、CO2和SiO2物质二氧化硅二氧化碳化学式SiO2CO2晶体类型原子晶体分子晶

3、体物理性质硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水熔沸点低，常温下为气体，微溶于水①与水反应不反应CO2+H2OH2CO3②与酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O不反应③与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O高温盛碱液的试剂瓶用橡皮塞CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O或CO2+NaOH=2NaHCO3④与盐反应SiO2+Na2CO3＝Na2SiO3+CO2↑高温SiO2+CaCO3＝CaSiO3+CO2↑Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClOCO2+Na2CO3+H2O=2NaH

4、CO3⑤高温SiO2+CaO＝CaSiO3CO2+Na2O＝Na2CO3与碱性氧化物反应四、硅、硅酸及硅酸盐:1.硅：单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅为原子晶体，灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高。导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料。化学性质：①常温Si+2F2=SiF4；Si+4HF=SiF4+2H2；Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑高温△△②加热：Si+O2＝SiO2；Si+2Cl2＝SiCl4；Si+2H2＝SiH4。自然界中无游离态高温的硅，工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅制取粗

5、硅：SiO2+2C＝Si+2CO↑2.硅酸（H2SiO3或原硅酸H4SiO4）：难溶于水的弱酸，酸性比碳酸还弱。3.硅酸钠：溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，是一种矿物胶。盛水玻璃的试剂瓶要使用橡胶塞。能与酸性较强的酸反应：Na2SiO3+2HCl＝H2SiO3↓(白)+2NaCl；Na2SiO3+CO2+H2O＝H2SiO3↓+Na2CO3五、水泥、玻璃和陶瓷等硅酸盐产品的主要化学成分、生产原料及其用途硅酸盐材料是传统的无机非金属材料：玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品，比较如下（表18—6）

6、硅酸盐产品水泥玻璃原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英反应原理发生复杂的物理化学变化（不作要求）高温SiO2+Na2CO3＝Na2SiO3+CO2↑高温SiO2+CaCO3＝CaSiO3+CO2↑主要设备水泥回转窑玻璃窑主要成分3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反应条件高温高温陶瓷生产的一般过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷，随着现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等相继被生产出来。【要点名师精解

7、】（一）硅1.存在：自然界中仅有态存在，地壳里硅的含量居第位。2.晶体结构：晶体硅与金刚石结构相似：属于晶体，该晶体中每个硅原子以键与个硅原子相连构成一个小正四面体，以此为单元向空间无限延伸构成空间网状结构。由于，晶体硅的熔沸点或硬度均低于或小于金刚石。3.物理性质：【例1】下列物质：①H3O+②晶体硅③金刚石④CH4⑤NH4+⑥CHCl3⑦NH3，其中晶体或分子的空间结构均不属于正四面体的是（）A.①③⑤B.②④⑥C.①⑥⑦D.①⑤⑦答案：C4.化学性质：（完成下列方程式）常温下（F2、HF和强碱）加热或高温下（O2、Cl2

8、反应）5.工业制备：思考与交流：硅和铝有哪些相同点、不同点？（二）二氧化硅1.二氧化硅的晶体结构在SiO2晶体中一个Si原子跟四个O原子形成个共价键，即每1个Si原子周围结合个O原子，同时每个O原子跟个Si原子相结合。二氧化硅晶体中Si原子与O原子以的比率组成立体网状结构的原