化学必修一第四章第一节教师教案.doc

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1、第四章第一节无机非金属材料的主角——硅一、二氧化硅1．硅元素的存在2．二氧化硅(1)存在:存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石，石英、水晶、玛瑙、沙子的主要成分是二氧化硅。(2)结构：SiO2晶体是立体空间网状结构，每个Si周围结合4个O，每个O周围结合2个Si，Si∶O＝1∶2。(3)物理性质:熔点高、硬度大、不溶于水。(4)化学性质SiO2与CO2的比较CO2SiO2构成CO2分子硅原子和氧原子按1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体，无SiO2分子物理性质气体，熔、沸点低，溶于水固体，熔、沸点高

2、，硬度大，不溶于水化学性质与碱2NaOH＋CO2(少量)===Na2CO3＋H2ONaOH＋CO2(足量)===NaHCO3SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O与水CO2＋H2O===H2CO3不反应与碳C＋CO22CO2C＋SiO2Si＋2CO↑与氢氟酸不反应SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O与氧化钙CO2＋CaO===CaCO3SiO2＋CaOCaSiO3与盐Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2SiO2

3、＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(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实验中使用石英坩埚。点拨：①虽然SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，但SiO2却不属于两性氧化物而属于酸性氧化物。②实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，原因是玻璃中含有SiO2，能与碱第8页，总8页起反应，容易使瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。③氢氟酸能腐蚀玻璃，故不能用玻璃

4、瓶盛放氢氟酸，而要用塑料瓶。二、硅酸、硅酸盐1．硅酸(1)物理性质颜色：白色；状态：胶状；溶解性：难溶于水。(2)化学性质①弱酸性向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，反应的化学方程式为Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓；结论为：酸性H2CO3>H2SiO3。②不稳定性。H2SiO3不稳定，受热易分解，化学方程式为：H2SiO3H2O＋SiO2。(3)制备实验操作实验现象滴加酚酞后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有白色胶状沉淀生成结论Na2SiO3溶液呈碱性；滴加稀盐

5、酸后反应的化学方程式为：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓(4)存在及用途浓度小形成硅酸溶胶，浓度大形成硅酸凝胶，其中，硅酸凝胶干燥脱水得到硅酸干凝胶，称为“硅胶”，具有强的吸水性，常用作干燥剂或催化剂的载体。提示：硅酸是常见酸中唯一不溶于水的酸，且不能由其对应酸酐——SiO2和水反应制得。2．硅酸盐(1)概念：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。(2)组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如：硅酸钠：Na2O·SiO2，长石：K2O·Al2O3·6Si

6、O2。(3)最简单的硅酸盐——Na2SiO3①Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。②与酸反应向硅酸钠的水溶液中滴加盐酸，反应的离子方程式为：SiO＋2H＋===H2SiO3↓。点拨:①因为SiO2不溶于水，因此不能用SiO2与水反应制备硅酸。②制备硅酸的原理是：“强酸制弱酸”这一原理可用来设计酸性强弱比较的实验，例如证明酸性：盐酸>碳酸>硅酸。三、硅单质1．种类及结构单质硅分为晶体硅和无定形硅两类，晶体硅的结构与金刚石类似。第8页，总8页2．性质(1)物理性质色、

7、态光泽熔点硬度质地导电性灰黑色固体金属光泽高大脆良好半导体(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与氢氟酸、强碱发生反应。常温下能与氟气、氢氟酸、强碱等反应。2F2＋Si===SiF4　Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑粗硅的制取。2C＋SiO22CO↑＋Si(粗硅)(注意：生成的是CO而不是CO2)纯硅的制取。Si(粗硅)＋2Cl2SiCl4SiCl4＋2H2Si(纯硅)＋4HCl3．用途(1)半导体材料，如硅芯片等。(2)新型能源，如光电

8、池等。点拨:①硅与碳相似，常温下化学性质都不活泼。②虽然碳比硅活泼，但由于硅是亲氧元素，所以碳在自然界中有单质，而硅只能以化合态存在。第四章第一节无机非金属材料的主角—硅第8页，总8页练习题1.下列关于硅的化学性质的化学方程式书写错误的是(　　)A．硅与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑B．硅与烧碱溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑C．硅与盐酸反应：Si＋4HCl===SiCl4＋2H2↑D．硅