2019_2020学年高中化学4.1.1二氧化硅和硅酸学案.docx
第1课时二氧化硅和硅酸学习目标1.了解硅在自然界中的含量及存在形式。2.通过对二氧化碳与二氧化硅的比较学习,掌握二氧化硅的性质。(学习重点)3.掌握硅酸的性质及制法。(学习重点)学习过程课前活动1.从物质存在和组成多样性的角度看,元素是无机非金属材料的主角,是地壳的基本骨干元素,该元素的主要存在形式是,如石英、水晶和沙子的主要成分都是;硅在地壳中的含量居第位,仅次于。2.碳和硅的原子结构示意图分别是、。碳在自然界中的存在形式有,而硅在自然界中主要以和的形式存在,原因是硅是一种元素。一、二氧化硅1.二氧化硅的结构Si与O按的比例组成的状原子晶体。2.二氧化硅在自然界中常见的形式地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的,其存在形式有和两大类,统称。结晶形态石英晶体:结晶的二氧化硅水晶:石英中无色透明的晶体玛瑙:水晶中具有彩色环带或层状的为玛瑙3.物理性质:SiO2溶于水,熔点,硬度。4.化学性质(1)与氢氟酸反应方程式:,所以氢氟酸能否用玻璃试剂瓶盛装?(2)具有性氧化物的通性:与生石灰反应的化学方程式: 。与烧碱溶液反应的化学方程式: 。盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞原因: 。5.二氧化碳与二氧化硅性质比较物质二氧化硅(SiO2)二氧化碳(CO2)与水反应与酸反应与碱反应与碱性氧化物反应与碳反应6.用途 二、硅酸1.硅酸的性质:硅酸在水中的溶解度,酸性H2CO3。2.硅酸的制备:实验步骤实验现象结论和解释在试管中加入35 mL饱和Na2SiO3溶液,滴入23滴酚酞溶液溶液颜色由无色变成色Na2SiO3溶液呈性再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸,边加边振荡,至溶液颜色变浅并接近消失时停止溶液颜色由色逐渐变色,最后出现化学方程式:酸性强弱:盐酸硅酸硅酸的制备原理:强酸制弱酸。3.用途:“硅胶”干燥剂,催化剂载体等。随堂检测1.下列关于硅的说法不正确的是()A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应D.当加热到一定程度时,硅能与氧气、氢气等非金属反应2.与普通玻璃相比具有相同组成的是()A.钢化玻璃B.光学仪器玻璃C.石英玻璃D.有色玻璃3.熔融烧碱应选用的器皿是()A.石英坩埚B.普通玻璃坩埚C.生铁坩埚D.陶瓷坩埚4.下列说法中不正确的是()A.因为SiO2不溶于水,故H2SiO3不是SiO2对应的酸或者说SiO2不是H2SiO3对应的酸酐B.CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀C.SiO2是一种空间立体网状结构的晶体,熔点高、硬度大D.氢氟酸能够雕刻玻璃5.下列离子方程式书写不正确的是()A.大理石与盐酸反应CaCO3+2H+Ca2+H2O+CO2B.水玻璃中加入硫酸Na2SiO3+2H+H2SiO3(胶体)+2Na+C.二氧化硅与苛性钠反应SiO2+2OH-SiO32-+H2OD.将二氧化碳通入过量的澄清石灰水中CO2+Ca2+2OH-CaCO3+H2O6.有一粗硅,含铁和硅两种杂质,取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中,放出等量的氢气,则该粗硅中铁和硅的关系正确的是()A.物质的量之比为11B.物质的量之比为21C.质量比为41D.质量比为217.在实验室里熔化NaOH固体,不能选用的坩埚是()A.铁坩埚B.瓷坩埚C.铝坩埚D.石墨坩埚8.下列物质:氢氟酸;浓硫酸;烧碱溶液;Na2CO3固体;氧化钙;浓硝酸,其中在一定条件下能与SiO2反应的有()A.B.全部C.D.9.由石英制取硅胶,经历以下三步,试写出前两步反应的化学方程式:(1)用氢氧化钠溶液溶解石英: ;(2)过滤,向滤液中加入盐酸: 。(3)微热浓缩硅酸溶液,加热蒸干溶液,得到硅胶。10.利用“强酸制弱酸”的规律,尝试设计一个实验方案,来证实酸性:盐酸>碳酸>硅酸。(1)实验中必须用到的药品有。(2)必须用到的仪器有:。(3)绘出实验装置图。参考答案学习过程课前活动1.硅化合态SiO2二氧2.+6 24+14284游离态和化合态氧化物硅酸盐亲氧一、1.12立体网2.12%结晶形无定形硅石3.难高大4.(1)SiO2+4HFSiF4+2H2O不能(2)酸SiO2+CaOCaSiO3SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OSiO2与NaOH反应生成的Na2SiO3有黏性,使玻璃塞打不开5.物质二氧化硅(SiO2)二氧化碳(CO2)与水反应难溶于水,不与水反应CO2+H2OH2CO3与酸反应SiO2+4HFSiF4+2H2O不反应与碱反应SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OCO2+2NaOHNa2CO3+H2O与碱性氧化物反应SiO2+CaOCaSiO3CO2+CaOCaCO3与碳反应SiO2+2CSi+2COCO2+C2CO6.制造光导纤维、石英玻璃、石英钟、水晶工艺品、玻璃、建筑材料等二、1.很小弱于2.红碱红无胶状沉淀Na2SiO3+2HClH2SiO3(胶体)+2NaCl大于随堂检测1.解析:硅是非金属元素,许多化学性质和碳相似,化学性质不活泼。常温下,硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应,加热和高温条件下,硅能与氧气、氢气反应。答案:C2.解析:钢化玻璃是把普通玻璃放入电炉里加热变软后急剧冷却,就好像钢淬火一样,所以叫作钢化玻璃,它和普通玻璃成分相同;光学仪器玻璃是制玻璃的原料中,多加了氧化铅;有色玻璃是在生产玻璃的原料中掺入某些金属氧化物,使之均匀地分散在玻璃态的物质中,比如加入Co2O3制得蓝色钴玻璃;石英玻璃的主要成分是二氧化硅。答案:A3.解析:实验中选用器皿,既要考虑器皿材料的熔点,又要考虑材料与所盛物质之间能否反应。石英、普通玻璃、陶瓷中均含有SiO2,高温下,烧碱能与SiO2反应而使坩埚腐蚀:SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,铁在高温下不与NaOH反应。答案:C4.解析:SiO2中Si呈+4价,H2SiO3中Si为+4价,且H2SiO3SiO2+H2O,故A项错误;B项发生的反应:Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3(胶体)+Na2CO3;D项发生的反应:4HF+SiO2SiF4+2H2O。答案:A5.B6.解析:粗硅与盐酸反应是铁与盐酸反应Fe+2HClFeCl2+H2;粗硅与碱反应是硅与碱反应Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2,因放出等量氢气,则铁与硅的物质的量之比为21,质量比为41。答案:BC7.BC8.D9.(1)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(2)Na2SiO3+2HClH2SiO3(胶体)+2NaCl10.(1)盐酸、碳酸钠溶液、硅酸钠溶液(2)分液漏斗、广口瓶、双孔塞、导管(3)略
