北京市高三化学一轮复习 4.1 无机非金属材料的主角-硅教学设计-人教版高三全册化学教案VIP免费

第四章非金属及其化合物第一课时无机非金属材料的主角—硅〖复习目标〗（1）掌握碳、硅及其化合物的性质、转化关系以及应用。（2）了解硅酸盐工业、常见无机非金属材料的性质和用途，新型无机非金属材料的特性及其应用。（3）以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。（4）了解C、Si单质及其重要化合物对环境的影响。〖教学重点〗碳、硅及其化合物的性质、转化关系以及应用、常见无机非金属材料的性质和用途〖教学难点〗以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用〖教学过程〗【知识精讲】1、碳、硅元素及单质（1）存在形态自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态。碳单质主要有金刚石石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。（2）单质的结构、物理性质与用途比较碳硅结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质软，有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池（3）碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。①C②Si（4）硅的工业制法①制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。SiO2＋2C=====Si＋2CO↑②粗硅提纯a、Si＋2Cl2=====SiCl4SiCl4＋2H2=====Si＋4HClb、Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl③注意问题a、用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。b、粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。2、CO2和SiO2的比较物质二氧化硅二氧化碳结构立体网状结构，不存在单个分子存在单个CO2分子主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质①与水反应不反应CO2＋H2OH2CO3②与酸反应只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O不反应③与碱反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)O2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O、CO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3④与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3⑤与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2＋CaO=====CaSiO3如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐3、硅酸（1）溶解性：溶解度很小。（2）化学性质——弱酸性：酸性比碳酸还弱。Na2SiO3＋CO2+H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓。①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3=====SiO2＋H2O。②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。（3）制备：可用硅酸钠与盐酸反应制得：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓4、硅酸盐（1）硅酸盐：是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。（2）硅酸钠：硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。②它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式：与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。与CO2水溶液反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。（3）硅酸盐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硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2。用氧化物形式表示硅酸盐的注意事项①氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。②氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。③氧化物之间以“·”隔开；系数配置出现分数应化为整数。例如：长石：KAlSi3O8不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。5、...