高中化学 第四章 非金属及其化合物 4.1 无机非金属材料的主角--硅（第1课时）学案 新人教版必修1-新人教版高中必修1化学学案VIP免费

第一节无机非金属材料的主角——硅第1课时二氧化硅和硅酸[学习目标定位]1.了解硅在自然界中的存在形式，硅酸盐产品的组成和重要用途。2.了解二氧化硅的结构、性质和用途。3.了解硅酸的制备、性质和应用。一、二氧化硅1.硅元素在地壳中的含量是26.3%，仅次于氧。(1)硅元素在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在，因为硅是一种亲氧元素。(2)硅原子结构示意图为，最外层有4个电子，易形成＋4价的化合物。2.硅的氧化物为二氧化硅，俗名为硅石。(1)天然二氧化硅分为结晶形(如方石类、水晶等)和无定形(如硅藻土)。(2)根据日常生活中的实例描述二氧化硅的物理性质：坚硬固体、不溶于水、熔点高。(3)二氧化碳和二氧化硅性质的比较(写出相关化学方程式)CO2SiO2物理性质气体，熔、沸点低，易溶于水固体，熔、沸点高，硬度大，不溶于水与碱性氧化物反应CaO＋CO2===CaCO3CaO＋SiO2=====CaSiO3与碱液反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O与水反应CO2＋H2OH2CO3不反应与酸反应不反应只与HF反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O相同点都是酸性氧化物(酸酐)，与碱反应生成盐和水(1)二氧化硅与二氧化碳的物理性质差异较大的原因是物质晶体结构不同。二氧化硅晶体结构如图：二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体。(2)二氧化硅的化学性质很稳定，与水、一般酸不反应，能与氢氟酸反应，能与碱、碱性氧化物反应。1.关于二氧化硅，下列叙述正确的是________(填序号)。①化学性质不活泼，熔融氢氧化钠固体可用石英坩埚②是酸性氧化物，溶于水显酸性，不溶于任何酸③物理性质与CO2相似④SiO2晶体是由SiO2分子直接组成的⑤水晶、石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2⑥光导纤维在强碱性条件下易发生“断路”答案⑤⑥解析SiO2晶体是由原子构成的空间网状结构，化学性质稳定，SiO2与NaOH发生反应，熔融NaOH固体不能用石英坩埚，①不正确；SiO2属于酸性氧化物，与H2O不反应，但能与HF反应，②不正确；SiO2与CO2结构不同，物理性质差别很大，③不正确；SiO2晶体是由Si、O原子构成的，不含SiO2分子，④不正确；⑤正确；光导纤维主要成分为SiO2，SiO2与碱反应，因此强碱条件下易发生“断路”，⑥正确。2.二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列说法不正确的是()A.二氧化硅是一种立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大B.二氧化硅为酸性氧化物，能与水反应生成硅酸C.实验室不能用磨口玻璃塞试剂瓶盛放氢氧化钠溶液D.氢氟酸能雕刻玻璃，不能用玻璃瓶盛放氢氟酸答案B解析二氧化硅是硅原子和氧原子按1∶2的数目比形成的具有立体网状结构的晶体，是熔点高、硬度大的固体；二氧化硅是一种不溶于水的酸性氧化物，与水不反应；磨口玻璃塞中的二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应，生成具有粘性的硅酸钠，容易使玻璃塞与瓶口粘结在一起；氢氟酸能腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，常用塑料瓶盛装氢氟酸。思维启迪(1)盛放碱性溶液(如氢氧化钠溶液)的试剂瓶应用橡胶塞或软木塞，而不能用磨口玻璃塞。(2)氢氟酸不能用玻璃瓶盛放，常用塑料瓶盛放氢氟酸。(3)石英坩埚不能熔融氢氧化钠等碱性固体。二、硅酸1.硅酸的制备：按表中实验操作要求完成实验，并将观察到的实验现象及有关结论填入表中：实验操作实验现象实验结论溶液变为红色Na2SiO3溶液呈碱性溶液由红色变为无色，有白色胶状沉淀物生成硅酸为不溶于水的白色固体有白色胶状沉淀物生成硅酸的酸性比碳酸弱2.写出上述实验中反应的化学方程式。(1)Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。(2)将CO2通入Na2SiO3溶液中：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。(1)实验室常用可溶性硅酸盐与酸反应制取硅酸。(2)硅酸的性质：①具有酸性，酸性比碳酸弱；②受热易分解。(3)硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，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。3.下列关于硅酸的说法正确的是()A.硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得B.用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质C.因为硅酸难溶于水...