高中化学 第四章 非金属及其化合物 第一节 第1课时 二氧化硅和硅酸学案 新人教版必修1-新人教版高中必修1化学学案VIP免费

第1课时二氧化硅和硅酸[核心素养发展目标]1.理解二氧化硅的结构、性质和用途，体会性质决定用途的核心理念。2.通过实验探究硅酸的制备与性质，进一步理解强酸制弱酸的规律。3.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，能列举事实说明化学对人类文明的伟大贡献。一、二氧化硅1．硅元素的存在及结构(1)存在(2)原子结构：硅的原子结构示意图为，最外层有4个电子，反应中既不容易得到电子，也不容易失去电子。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。(3)性质①物理性质：熔点高，硬度大；溶解性：不溶于水。②化学性质(4)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。(1)SiO2和CO2的物理性质差别很大的原因：SiO2是立体网状结构的晶体，不存在SiO2分子，而CO2是由碳、氧原子结合成的分子，微粒间的作用力远小于SiO2。(2)SiO2和CO2都属于酸性氧化物，但SiO2与水、一般的酸不反应，能与氢氟酸反应，能与碱、碱性氧化物反应。(3)高温下，SiO2能与部分盐反应，如①SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑。②SiO2＋CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑。例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①SiO2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；②SiO2属于酸性氧化物，与H2O不反应，但能与HF反应，②不正确；③SiO2与CO2结构不同，物理性质差别很大，③不正确；④SiO2晶体是由Si、O原子构成的，不含SiO2分子，④不正确；⑤正确；⑥光导纤维主要成分为SiO2，SiO2与碱反应，因此易发生“断路”，⑥正确。【考点】二氧化硅【题点】二氧化硅的组成与结构例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。【考点】二氧化硅【题点】二氧化硅的化学性质思维启迪(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。相关链接CO2和SiO2的比较CO2SiO2熔、沸点低高状态气态无色晶体与水反应CO2＋H2OH2CO3不反应与酸反应不反应只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O与碱性氧化物反应CO2＋CaO===CaCO3SiO2＋CaO=====CaSiO3与碱反应CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O氧化性CO2＋C=====2CO2C＋SiO2=====Si＋2CO↑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：实验操作实验现象溶液变为红色溶液由红色变为无色，有白色胶状沉淀物生成有白色胶状沉淀物生成实验结论Na2SiO3溶液呈碱性硅酸为不溶于水的白色固体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(胶体)＋2NaCl。(2)将CO2通入Na2SiO3溶液中：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3(胶体)＋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...