高中化学 第四章 非金属及其化合物学案 新人教版必修1-新人教版高一必修1化学学案VIP免费

第四章非金属及其化合物教师用书第一节无机非金属材料的主角——硅第一课时二氧化硅和硅酸[学习目标]1.了解硅元素的原子结构特点和存在形式。2.了解SiO2的存在形态，掌握其化学性质。(重点)3.记住硅酸的组成和性质，了解硅胶的形成和性质。一、硅元素的存在与二氧化硅1．硅元素的存在(1)含量：在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧。(2)存在：全部以化合态形式存在，主要是氧化物和硅酸盐。2．二氧化硅(1)存在SiO2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、光导纤维的主要成分均是二氧化硅。(2)结构SiO2晶体是空间立体网状结构，每个Si周围结合4个O，每个O周围有2个Si，Si∶O＝1∶2。(3)物理性质熔点：高；硬度：大；溶解性：难溶于水。(4)化学性质①具有酸性氧化物的通性SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OSiO2与CaO反应的方程式：SiO2＋CaO=====CaSiO3②特性：SiO2与氢氟酸反应的方程式；SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(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材料，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。1．实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡皮塞，而不用玻璃塞？【提示】玻璃中含有SiO2，SiO2与NaOH反应生成有黏性的Na2SiO3，会使瓶塞与瓶口粘在一起，不易打开。二、硅酸1．性质(1)弱酸性向Na2SiO3溶液中通入CO2，生成白色沉淀：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性更弱。(2)不稳定性H2SiO3不稳定，受热易分解：H2SiO3=====SiO2＋H2O。2．制备实验室中，一般用可溶性硅酸盐与盐酸反应来制备硅酸，反应方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)。3．存在及用途2．由SiO2如何制备H2SiO3？写出化学方程式【提示】SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2ONa2SiO3＋2HCl===H2SiO3(胶体)＋2NaCl1．判断(1)硅元素在自然界中既有化合态，又有游离态。()(2)SiO2是空间正四面体网状结构晶体。()(3)SiO2是酸性氧化物，与任何酸都不能发生反应。()(4)利用石英坩埚可熔融NaOH固体。()(5)向Na2SiO3溶液中通入CO2，有白色胶状沉淀产生，可证明酸性：H2CO3>H2SiO3。()(6)氢氟酸不能用玻璃试剂瓶保存。()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√2．如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为()A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑B．NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑C．Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑D．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O【解析】玻璃中含有SiO2，与氢氟酸非常容易反应，故D正确。【答案】D3．硅胶和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致密的SiO2。两者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质上表现出差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，经历以下三步，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。(1)用NaOH溶液溶解石英：_________________。(2)过滤加入盐酸，至沉淀不再产生：_________________。(3)将所得硅酸溶胶干燥脱水得到硅胶：________，写出硅胶的一种用途：________。【答案】(1)2OH－＋SiO2===SiO＋H2O(2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓(3)H2SiO3=====H2O＋SiO2干燥剂(或催化剂载体)学生分组探究一SiO2与CO2的性质比较第1步探究——问题引入，自主探究1．为什么CO2和SiO2在化学性质上具有一定的相似性而物理性质差异很大？【提示】SiO2和CO2均属于酸性氧化物，故化学性质相似。CO2是由分子构成的，而SiO2是空间立体网状结构，故二者物理性质差异大。2．SiO2与NaOH溶液和氢氟酸均反应，SiO2是两性氧化物吗？【提示】不是，SiO2只与氢氟酸反应，与其他酸都不反应。第2步阐述——要点归纳，深化知识第3步运用——精选习题，落实强化1．下列叙述正确的是()A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似B．因为CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂D．SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅属于两性氧化物【解析】CO2的熔沸点低，SiO2的熔沸点高，硬度大，两者都是酸性氧化物，但其物理性质...