高中化学 第四章 非金属及其化合物 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

第一节无机非金属材料的主角——硅第一课时二氧化硅和硅酸[课标要求]1．了解SiO2的结构、性质和用途。2．了解硅酸的制备和化学性质。1．硅元素的存在和原子结构2．二氧化硅(1)存在与形态SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石，石英、水晶、玛瑙的主要成分是二氧化硅。(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。每个硅原子周围结合4个O原子，每个O原子周围结合2个Si原子。(3)物理性质熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。(4)化学性质1．石英、沙子、水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2。2．SiO2是硅酸的酸酐，但硅酸不能由SiO2与水反应制得。3．熟记三个化学方程式(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。(2)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(3)Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3(证明H2CO3酸性强于H2SiO3)。(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。[特别提醒]硅是一种亲氧元素，自然界中以SiO2和硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。1．为什么实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞？(玻璃的成分中含有SiO2)提示：当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。玻璃中含SiO2，磨砂玻璃遇到强碱如NaOH溶液时，SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3，使试剂瓶受腐蚀。Na2SiO3溶液有良好的粘结性，它易使瓶口与瓶塞粘在一起而难以开启。故使用橡胶塞而不能使用玻璃塞。2．实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？提示：不能。因为氢氟酸腐蚀玻璃，和玻璃中的成分SiO2反应。3．SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，SiO2属于两性氧化物吗？提示：SiO2不是两性氧化物。原因是SiO2不与盐酸、硫酸等强酸反应。SiO2和CO2的比较SiO2CO2不同点熔、沸点高低状态无色晶体气态与水反应不反应CO2＋H2OH2CO3与酸反应只与氢氟酸反应不反应相同点与碱性氧化物反应CaO＋SiO2=====CaSiO3CO2＋CaO===CaCO3与碱反应SiO2＋2NaOH===CO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2ONa2CO3＋H2O与某些盐反应SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑SiO2＋CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3CO2＋H2O＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋Na2CO3与碳反应SiO2＋2C=====Si＋2CO↑CO2＋C=====2CO1．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()A．CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物D．CO2和SiO2都是由相应的分子组成的解析：选A虽然SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2却不能溶于水生成H2SiO3，而CO2可溶于水生成H2CO3，B错误；SiO2与CO2都是酸酐，都是酸性氧化物，A正确，C错误；CO2是由CO2分子构成的，而SiO2则是由硅原子和氧原子构成的，SiO2中不存在分子，D错误。2．SiO2是一种酸性氧化物，下列反应的化学方程式中不正确的是()A．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OB．SiO2＋CaO=====CaSiO3C．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OD．SiO2＋4HCl===SiCl4＋2H2O解析：选DSiO2是一种酸性氧化物，可以和碱、碱性氧化物反应，也可以和氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D项不正确。1．制备实验操作实验现象滴加酚酞溶液后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有白色胶状沉淀生成结论Na2SiO3溶液呈碱性；可溶性硅酸盐与盐酸反应可以制得硅酸，反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓2．性质H2SiO3=====SiO2＋H2O完成下列两个反应的化学方程式：(1)向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体：Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3。(2)H2SiO3与NaOH溶液反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。3．硅胶[特别提醒]碳酸能使紫色石蕊溶液变色，硅酸则不能；硅酸的稳定性比碳酸强。1．SiO2属于酸性氧化物，能否用SiO2与水直接反应制取H2SiO3?提示：不能；因为SiO2与水不反应。2．由SiO2如何来制取H2SiO3？用化学方程式表示。提示：SiO2,―――→Na2SiO3――→H2SiO3。化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。1．硅酸是中学化学中惟一一个不溶于水的酸，硅酸酸性很弱、不能使酸碱指...