《無機(jī)非金屬材料的主角---硅》導(dǎo)學(xué)案2

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1、《無機(jī)非金屬材料的主角一硅》學(xué)案 第一課時(shí) 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、 了解硅在自然界中含量、存在、用途 2、 了解二氧化硅的物理性質(zhì)，掌握二氧化硅的化學(xué)性質(zhì) 【自主學(xué)習(xí)】 硅在地殼中含量26.3%,僅次于 。以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽形式存在于巖石、 沙子 和土壤中，占地殼質(zhì)量 90%以上。在無機(jī)非金屬材料中，硅元素一直扮演著主角，元素周 期表中它位于碳的下方。 原子結(jié)構(gòu)示意圖： Si 對(duì)比 C Si在元素周期表中位于 ，最外層有 個(gè)電子，主要形成 價(jià)的化合物。 一、二氧化硅（SiO2）和硅酸 （一） 二氧化硅（SiO2） 1、 存在：硅是是一種親氧元素，以熔點(diǎn)很高的氧

2、化物及硅酸鹽形式存在。天然存在的二氧 化硅稱為 _ ,包括 和 兩大類。石英是常見的結(jié)晶形二氧化硅， 其中無色透明 的就是 ，具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹氖?_。 2、 物理性質(zhì)：熔沸點(diǎn) _、硬度 —溶于水。潔凈的 SiO2無色透光性好。 3、 化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)穩(wěn)定性好、除 HF外一般不與其他酸反應(yīng)，可以與強(qiáng)堿 （NaOH）反應(yīng)，是 酸性氧化物，在一定的條件下能與堿性氧化物反應(yīng) SiO2 + 4HF = 高溫 SiO2+CaO—— SiO2 + 2NaOH = 因此，不能用 —瓶裝HF，裝堿性溶液的試劑瓶應(yīng)用 塞。 （二） 硅酸（H2SiO3） 1、性質(zhì)：

3、酸性很 —u于碳酸）溶解度很—它不能使紫色石蕊試液變紅色。 ①硅酸不穩(wěn)定：H2SiO3 A ② 硅酸能與堿反應(yīng)： H2SiO3+2NaOH= ③ 硅酸在水中易聚合形成膠體。 濃度小時(shí)一一硅酸溶膠，濃度大時(shí)形成軟而透明的、膠凍狀 的 。硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠，稱為“ ” 多孔，吸附水 分能力強(qiáng)，常用作實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品、瓶裝藥品等的 _劑，也可以用作催化劑的 。 2、制備：由于SiO2不溶于水，硅酸應(yīng)用可溶性硅酸鹽和其他酸性比硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)制得。 Na2SiO3 + 2HC1 = 【合作探究】 1?下列物質(zhì)中能與SiO2起化學(xué)反應(yīng)的是 ①濃H2

4、SO4 ②H2O ③鹽酸 A. ①②⑥ B.②④ C.④⑤⑥ 2?下列除去雜質(zhì)可用加熱法的是 () A. 除去Na2CO3固體中的NaHCO3 C.除去SiO2固體中的Na2SiO3 3. 下列離子方程式，書寫不正確的是 ( A. 大理石與鹽酸反應(yīng)： B. 水玻璃中加入稀 () ④ HF ⑤KOH溶液 ⑥氧化鈣 D.③④⑤⑥ B. 除去 MnO2固體中的 KMnO4 D.除去SiO2固體中的 CaCO3 ） CaCO3+2H+=Ca2++CO2 f +H2O C. 硅酸酐與苛性鈉溶液反應(yīng)： D. 澄清石灰水中通入過量 4. 下列溶液中， H2SO4 : N

5、a2SiO3+2H+=H2SiO3 J +2Na+ SiO2+2OH-=SiO32 — +H2O CO2 的總反應(yīng)：CO2+OH-=HCO3 能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛放的是 （） A.濃 H2SO4 B.水玻璃 C.氫氟酸 D.苛性鉀溶液 SiO2與CO2的比較 CO2 SiO2 與堿性氧化物反應(yīng) 與堿液反應(yīng) 與鹽反應(yīng) 與碳反應(yīng) 與H2O作用 與酸反應(yīng) 【課堂檢測(cè)】 SiO2+3C=SiC+2CO該反應(yīng)中氧 5?工業(yè)上用碳還原 SiO2制取單質(zhì)硅時(shí)會(huì)發(fā)生如下副反應(yīng): 化劑與還原劑的質(zhì)量比為

6、A. 36 : 60 B.60 : 36 C.1 : 2 D.1 : 3 6. 下列說法正確的是() A. SiO2是硅酸的酸酐，SiO2溶于水顯酸性，將 SiO2固體溶于水即得硅酸膠體 B. .碳酸的酸性弱于硅酸的酸性， CO2通入Na2SiO3溶液中可得硅酸 C. 已知高溫下CaCO3+SiO2咼溫CaSiO3+CO2 f,故硅酸的酸性比碳酸強(qiáng) D. CO2是碳酸的酸酐，將 CO2氣體溶于水即是碳酸溶液 7. 除去下列粉末中的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))。填上選用的試劑和操作方法： 試劑：A鹽酸 B.燒堿溶液 C.氧氣 D.水 E.CO2 F.不用任何試劑 操作：①加熱燃燒②加熱熔

7、化③高溫灼燒④過濾⑤干餾⑥結(jié)晶 粉末 試劑 操作 SiO2(CaO) SiO2(Si) NaCl(H2SiO3) SiO2(H2SiO3) 8. A是一種天然透明晶體， B是一種常見的額無色無味的氣體，可使澄清石灰水變渾濁。 A 雖不能溶于強(qiáng)酸，但卻能溶于氫氟酸，并生成氣體 C, A和燒堿溶液反應(yīng)生成 D的水溶液。 當(dāng)氣體B通入D的水溶液中，能生成白色膠體沉淀 E, E加熱后重新生成 A。 (1) 寫出化學(xué)式 A 、B 、C 、D 、E (2) 寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 第二課時(shí) 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、 了解硅酸鹽的重要用途及組

8、成。 2、 了解硅的基本性質(zhì)、重要用途，了解硅單質(zhì)的物理性質(zhì)。 3、 掌握硅酸鈉的化學(xué)性質(zhì)。 【自主學(xué)習(xí)】 、硅酸鹽 1、 硅酸鹽是由 的總稱，在自然界分布極廣。 它是一大類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài) 物質(zhì)，大多不溶于水（Na2SiO3、K2SiO3除外），化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。 2、 最簡(jiǎn)單的硅酸鹽是 :—溶于水，其水溶液稱作 或泡花堿，是制備 和木材 _劑的原料，也可作肥皂填料和黏膠劑。 3、 硅酸鹽組成的表示： 硅酸鈉Na2SiO3可表示為： 石棉CaMg3Si4O12可表示為： 長(zhǎng)石KAlSi3O8可表示為： 普通玻璃的大致組成： CaNa2Si6O14可表示為

9、： 水泥的主要成分： 3CaO ? SiO2、2 CaO ? SiO2、3CaO ? A12O3 黏土的主要成份 A12（Si2O5）（OH）4 可表示為： 4、 常用硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥等，它們是使用量最大的無機(jī)非金屬材料。 傳統(tǒng)的硅酸鹽陶瓷都是以 為原料，經(jīng)過 而成的。近年來，具有特殊功能的 陶瓷材料發(fā)展迅速，如高溫結(jié)構(gòu)的陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷和超導(dǎo)陶瓷等。 普通玻璃是以 、 和 —為原料，經(jīng) 、 ，在 _中熔融制得的。 水泥是以 —和 為主要原料，經(jīng)—、混合后在 中煅燒，再加入適量 — 研成細(xì)粉就得到普通水泥。 5、 其他具有特殊功能的含

10、硅物質(zhì)：硅與碳的化合物碳化硅 （SiC，俗稱 ），具有金剛石 結(jié)構(gòu)，硬度很大，可用作砂輪、砂紙的磨料；含硅 4%的硅鋼具有很高的 _性，主要用 作 ;人工合成的 是目前最好的既耐高溫又耐低溫的橡膠； 人工制造的分子 篩（一種具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽 ），主要用作—?jiǎng)┖汀獎(jiǎng)┑鹊取? 三、硅單質(zhì) 1、 物理性質(zhì)：硅與碳相似，有 —和 兩種。晶體硅結(jié)構(gòu)類似于 ，它是帶有金 屬光澤的灰黑色固體，熔點(diǎn)高 （1410C ），硬度大，有脆性，是良好的半導(dǎo)體。 2、 化學(xué)性質(zhì)：常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑。常溫可與 F2、HF、NaOH反應(yīng)，加熱條件下可 與O2、C12等物質(zhì)反應(yīng) Si +

11、 2NaOH + H2O = Si+ 2F2 = Si+ 4HF = Si+ 02^= A Si+ 2CI2^= 3、 制備： ⑴粗硅制?。篠iO2+2C—l2CO f +Si （副反應(yīng)：SiO2+3C二_^-SiC+2C0 f ） A （2）粗硅提純：Si+ 2CI2 SiCI4 4、 應(yīng)用：用途廣泛，常用作半導(dǎo)體、晶體管及芯片、光電池等材料 【合作探究】 1?下列變化需加入氧化劑才能實(shí)現(xiàn)的是 （） D.SiCI4 t Si A.Si02 tSiO32 — B.Si宀 SiO32 — C.Si02 宀 Si 2?下列反應(yīng)中，硅元素被氧化的反應(yīng)是 （ ）

12、A.Si+O2=SiO2 B.SiO2+CaO=CaSiO3 C.SiO2+2C=Si+2CO f D.SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 【課堂檢測(cè)】 1?下列能用于鑒別 Na2CO3、Na2SiO3、Na2SO4三種溶液的一種試劑是 （） A.CaCI2溶液 B.Ba（OH）2溶液 C.NaOH溶液 D.稀鹽酸 2?硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃。下列關(guān)于水玻璃的說法正確的是 （） A. 水玻璃是一種純凈物 B. 水玻璃可作木材防火劑 C. 水玻璃跟鹽酸反應(yīng)所得的白色膠狀沉淀是二氧化硅 D. 滴有酚酞試液的水玻璃呈紅色，說明水玻璃與食鹽水一樣呈中性 3

13、?久置在空氣里不易變質(zhì)的物質(zhì)是 （） A.純堿 B.燒堿 C.水玻璃 D.金屬鈉 ,z= 4?水泥的成分主要有 Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3AI2Oz，貝U x= , y= 分別用氧化物表示其組成 、 、 。 5?下列關(guān)于硅的說法不正確的是 （） A.硅是非金屬元素，但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體 B. 硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料 C. 硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng) D. 當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氧氣等非金屬反應(yīng) 6. 碳和硅的比較，正確的是（ ） A ．都是非金屬，而硅的非金屬性較強(qiáng) B ．碳和硅的最高正價(jià)都是 +4 價(jià) C. 硅元素在地殼中的含量占第二位，碳占第一位 D ．碳和硅在自然界存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài) 7?下列物質(zhì)中，導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的是①晶體硅，②金屬鋁，③石墨，④金剛石 A .只有① B.只有④ C.②和③ D.①和④