2019_2020学年高中化学4.1.1二氧化硅和硅酸学案.docx

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1、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

2、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

3、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

4、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SiO

5、2+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

6、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

7、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

8、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:Si

9、O2+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