2018版高中化学 第四章 非金属及其化合物 第1节 无机非金属材料的主角——硅学案 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1．了解SiO2的结构、性质和用途。(重点)2．了解硅酸的制备和化学性质。3．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。4．了解硅的性质和用途。(重点)5．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。二氧化硅和硅酸[基础·初探]教材整理1　二氧化硅1．硅元素的存在2．二氧化硅(SiO2)(1)存在SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。(2)结构SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体。每个硅原子周围结合4个O原子，每个O周围结合2个Si原子。(3)物理性质熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水

2、。(4)化学性质(写出有关化学方程式)(5)用途①沙子是基本的建筑材料。②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。③石英和玛瑙制作饰物和工艺品。④实验室中使用石英坩埚。教材整理2　硅酸(H2SiO3)1．物理性质硅酸是一种难溶于水的白色胶状物。2．化学性质(1)弱酸性向Na2SiO3溶液中通入CO2，生成白色沉淀，反应的化学方程式为Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性弱。(2)不稳定性H2SiO3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为H2SiO3H2O＋SiO2。3．制备Na2SiO3溶液中加

3、入盐酸，反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)。4．存在及用途(1)浓度小且边加边振荡时，形成硅酸溶胶(胶体)；浓度大时，形成硅酸凝胶。(2)硅胶硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶，称为“硅胶”，具有很强的吸水性，常用作干燥剂或催化剂的载体。[探究·升华][思考探究]探究1　SiO2的主要性质及应用(1)为什么实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞？(玻璃的成分中含有SiO2)【提示】　当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。玻璃中含SiO2，磨砂玻璃遇到强碱如NaOH溶液时，SiO2与NaOH反应生成Na2S

4、iO3，使试剂瓶受腐蚀。Na2SiO3溶液有良好的黏结性，它易使瓶口与瓶塞黏在一起而难以开启。故使用橡胶塞而不能使用玻璃塞。(2)实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？为什么？写出反应方程式。【提示】　不能。因为氢氟酸腐蚀玻璃，和玻璃中的成分SiO2反应。SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(3)写出SiO2、CO2与CaO反应的化学方程式。【提示】　SiO2＋CaOCaSiO3、CO2＋CaO===CaCO3。探究2　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Na

5、2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是__________，其离子方程式为____________，然后改加NaOH溶液，反应的离子方程式为____________。【提示】　生成白色沉淀　SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO　H2SiO3＋2OH－===SiO＋2H2O[认知升华]升华1　SiO2和CO2的比较SiO2CO2不同点熔、沸点高低状态无色晶体气态与水反应不反应CO2＋H2OH2CO3与酸反应只与氢氟酸反应不反应相同点与碱性氧化物反应CaO＋SiO2CaSiO3CO2＋CaO===CaCO3与碱反

6、应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OCO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O与某些盐反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3CO2＋H2O＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋Na2CO3与碳反应SiO2＋2CSi＋2CO↑CO2＋C2CO升华2　硅酸的主要性质及应用(1)硅酸是中学化学中惟一一个不溶于水的酸，硅酸酸性很弱、不能使酸碱指示剂变色。(2)实验室制取硅酸的方法是可溶性硅酸盐与酸反应。(3)硅酸的性质：①具有酸性，酸性比碳酸弱；②受热易分解。(4)硅酸浓度小

7、时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到硅胶(或硅酸干凝胶)，具有较强的吸水性，常用作干燥剂及催化剂载体。[题组·冲关]题组1　SiO2的性质与应用1．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是(　　)A．水晶的主要成分是二氧化硅B．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸D．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应【解析】　水晶的主要成分为SiO2，A项正确；CO2是由分子构成的，而SiO2是