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2课时）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2课时硅酸盐和硅单质[学习目标定位]1.知道硅酸钠的性质和用途。2.学会用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的方法。3.知道玻璃、水泥和陶瓷是硅酸盐制品以及生产它们的主要原料。4.知道晶体硅是良好的半导体材料，能说出它的主要用途。一、硅酸盐1.有下列含硅物质：①硅酸钙(CaSiO3)，②长石(KAlSi3O8)，③石棉(CaMg3Si4O12)，它们都属于硅酸盐。(1)硅酸盐在组成上的相同点是都是由硅、氧和金属元素组成的化合物。(2)硅酸盐常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成，如硅酸钙CaSiO3可表示为CaO·SiO2，长石表示为K2O·Al2O3·6SiO2，石棉表示为CaO·3MgO·4SiO2。2.硅酸钠是最简单的硅酸盐，俗名泡花碱，是一种白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃。(1)硅酸钠化学性质相对稳定，不易腐蚀，不能燃烧，常用于制备黏合剂、防腐剂和防火剂。(2)硅酸钠能与酸反应生成沉淀，其离子方程式是SiO＋2H＋===H2SiO3↓。3.硅酸盐产品有着广泛的应用，大家熟悉的玻璃、水泥和陶瓷是常见的硅酸盐产品，也是使用量最大的无机非金属材料。(1)阅读教材填写下表：硅酸盐产品原料主要设备主要成分水泥石灰石、黏土水泥回转窑3CaO·SiO2，2CaO·SiO2，3CaO·Al2O3玻璃纯碱、石灰石、石英玻璃窑Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土硅酸盐(2)硅酸盐产品水泥与陶瓷的共同原料是黏土，水泥与玻璃的共同原料是石灰石。4.特殊功能的含硅物质(1)金刚砂(SiC)具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸、砂轮磨料。(2)硅钢(含硅4%)具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯。(3)硅橡胶：既耐高温又耐低温，用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等。(4)人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐)，主要用作吸附剂和催化剂。用氧化物形式表示硅酸盐的组成(1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。(2)氧化物之间以“·”隔开。(3)在氧化物前面按化学式中的比例添加数字。(4)若出现分数时应化为整数。1.用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是()A.钙沸石(CaAl2Si3O10·3H2O)，表示为Al2O3·CaO·3SiO2·3H2OB.镁橄榄石(Mg2SiO4)，表示为MgO·SiO2C.钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2D.滑石(Mg3H2Si4O12)表示为3MgO·4SiO2·H2O答案D解析根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A中Al2O3和CaO的排列顺序有误；B中化学计量数出现了；C中正确的写法应为K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O；D的写法完全符合要求。2.《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)。下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是()A.可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B.性质稳定，不易脱色C.易溶解于强酸和强碱D.x等于6答案C解析“硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定，不易脱色，不易与酸、碱反应。“硅酸铜钡”中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6，用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2，A、B、D均正确。二、硅单质1.单质硅可分为晶体硅和无定形硅两种。(1)晶体硅结构如图所示，为具有正四面体形网状结构的晶体，与金刚石结构相似。(2)晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体，根据其结构分析可知，晶体硅熔点高、硬度大、有脆性。(3)晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。2.硅原子最外层有4个电子，得失电子都较难，化学性质不活泼。(1)加热时硅能与氧气、氯气、碳等发生反应。写出硅与氯气反应的化学方程式Si＋2Cl2=====SiCl4。(2)常温下，硅能与F2、HF和强碱溶液反应，写出硅与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。3.单质硅常用二氧化硅来制取，主要分为两个阶段：(1)用碳还原二氧化硅制备粗硅，反应的化学方程式是SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑。(2)将粗硅先与氯气反应，其产物用氢气还原制备纯硅，反应的化学方程式是Si(粗)＋2Cl2=====SiCl4，SiCl4＋2H2=====Si(纯)＋4HCl。(1)硅在自然界中以化合态存在，工业上常以二氧化硅为原料来制取单质硅。(2)单质硅常用作半导体材料和合...