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1课时课件新人教版必修1
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
解析 答案
2.二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列说法不正确的是 A.二氧化硅是一种立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大
√B.二氧化硅为酸性氧化物，能与水反应生成硅酸
C.实验室不能用磨口玻璃塞试剂瓶盛放氢氧化钠溶液 D.氢氟酸能雕刻玻璃，不能用玻璃瓶盛放氢氟酸 解析 二氧化硅是硅原子和氧原子按1∶2的数目比形成的具有立体网状 结构的晶体，是熔点高、硬度大的固体；二氧化硅是一种不溶于水的酸 性氧化物，与水不反应；磨口玻璃塞中的二氧化硅能与氢氧化钠溶液反 应，生成具有粘性的硅酸钠，容易使玻璃塞与瓶口粘结在一起；氢氟酸 能腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，常用塑料瓶盛装氢氟酸。
(2)硅原子结构示意图为
，最外层有 4 个电子，易形成 ＋4 价的
化合物。
2.硅的氧化物为二氧化硅，俗名为 硅石 。
(1)天然二氧化硅分为 结晶形 (如方石类、水晶等)和 无定形 (如硅藻土)。
(2) 根 据 日 常 生 活 中 的 实 例 描 述 二 氧 化 硅坚硬的固物体理、不性溶于质水：、
_熔__点__高_____________
解析 答案
高温 _C__aO__＋__S_i_O_2_=_=_=_=_=_C_a_S_i_O_3_
与碱液反应
_2_N_a_O_H__＋__C_O__2=_=_=__N_a_2_C_O_3_ _S_iO__2＋__2_N__a_O_H_=__=_=_N_a_2_S_iO__3
_＋__H_2_O_
_＋__H_2_O_
与水反应
_C_O_2_＋__H__2O_____H_2_C_O__3
不反应
与酸反应 相同点
不反应
只与HF反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋ 2H2O
都是酸性氧化物(酸酐)，与碱反应生成盐和水
归纳总结
(1)二氧化硅与二氧化碳的物理性质差异 较大的原因是物质晶体结构不同 。 二氧化硅晶体结构如图： 二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按_1_∶__2_ 的比例所组成的 立体网状 结构的晶体。 (2)二氧化硅的化学性质很稳定，与水、一般酸不反应，能与氢氟酸反应， 能与碱、碱性氧化物反应。
√D.CO2与SiO2均具有氧化性，可作氧化剂
解析 SiO2可以跟氢氟酸反应，反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑ ＋2H2O，A项不正确； 二氧化硅中不存在SiO2分子，B项不正确； 硅酸的酸性比碳酸弱，且不溶于水，C项不正确。
12345
解析 答案
3.下列溶液中①碳酸钠溶液 ②氢氟酸 ③氢氧化钠溶液 ④氯化钠溶液，
(3)二氧化碳和二氧化硅性质的比较(写出相关化学方程式)
物理性质
CO2 _气__体__，__熔__、__沸__点__低__，_ _易__溶__于__水__
SiO2 _固__体__，__熔__、__沸__点__高__，_ _硬__度__大__，__不__溶__于__水__
与碱性氧化物反应
_C__a_O_＋__C_O__2=__=_=_C_a_C.①③
C.②③
B.②④ D.①④
解析 ①③项中溶液呈碱性，不能与光滑的玻璃反应，但能与磨口玻璃 裸露的SiO2反应，生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的黏结性， 易使瓶塞与瓶壁粘在一起而难以开启。氢氟酸能腐蚀玻璃，不能用玻璃 试剂瓶盛放。
12345
解析 答案
4.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是 A.SiO2属于两性氧化物 B.酸性：H2SiO3＞H2CO3
√C.硅胶吸水后可重复再生
D.图中所示转化反应都是 氧化还原反应
解析 SiO2是酸性氧化物；酸性：H2CO3＞H2SiO3；图中有的转化反应 不是氧化还原反应，如SiO2与NaOH溶液的反应。
解析 微热，H2SiO3(aq)浓缩，H2SiO3聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水， 生成多孔硅胶：H2SiO3==△== H2O＋SiO2。硅胶的制备过程： 石英(SiO2)—＋—N—aO—H→Na2SiO3—＋—H—C→l H2SiO3—△—→硅胶。
硅胶的主要用途有两种：作干燥剂或作催化剂的载体。
12345
归纳总结
(1)实验室常用 可溶性硅酸盐 与酸反应制取硅酸。 (2)硅酸的性质：①具有酸性，酸性比碳酸弱；②受热易分解。 (3)硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶 经干燥脱水得到 硅胶(或硅酸干凝胶) ，具有较强的吸水性，常用作干燥 剂及催化剂载体。
活学活用
3.下列关于硅酸的说法正确的是 A.硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得 B.用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了
学习目标定位 1.了解硅在自然界中的存在形式，硅酸盐产品的组成和重要用途。 2.了解二氧化硅的结构、性质和用途。 3.了解硅酸的制备、性质和应用。
内容索引
新知导学 —— 新知探究 点点落实 达标检测 —— 当堂检测 巩固反馈
新知导学
一、二氧化硅
1.硅元素在地壳中的含量是26.3%，仅次于氧。 (1)硅元素在自然界中主要以氧化物及硅酸盐 的形式存在，因为硅是一种 亲氧 元素。
活学活用
1.关于二氧化硅，下列叙述正确的是________(填序号)。 ①化学性质不活泼，熔融氢氧化钠固体可用石英坩埚 ②是酸性氧化物，溶于水显酸性，不溶于任何酸 ③物理性质与CO2相似 ④SiO2晶体是由SiO2分子直接组成的
√⑤水晶、石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2 √⑥光导纤维在强碱性条件下易发生“断路”
12345
解析 答案
5.硅胶和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致 密的SiO2。二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质上表现出 差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，经历以下三步，试写出每步反 应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。 (1)用NaOH(aq)溶解石英：_2_O__H_－_＋__S_i_O_2_=_=_=_S_i_O_23_－_＋__H__2O_。
硅__酸__为__不__溶__于__水__的__白__色__固__体__
有__白__色__胶__状__沉__淀__物__生__成__ 硅__酸__的__酸__性__比__碳__酸__弱__
相关视频
2.写出上述实验中反应的化学方程式。 (1)Na2SiO3溶液与盐酸反应： Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl 。 (2) 将 CO2 通 入 Na2SiO3 溶 液 中 ： _N__a2_S_i_O_3_＋_C__O_2_＋__H_2_O_=_=_=_H__2S_i_O_3_↓__＋__N_a_2C__O_3。
思维启迪 解析 答案
二、硅酸
1.硅酸的制备：按表中实验操作要求完成实验，并将观察到的实验现象 及有关结论填入表中：
实验操作
实验现象
实验结论
溶__液__变__为__红__色__
_N_a_2_S_iO__3溶__液__呈__碱__性__
溶__液__由__红__色__变__为__无__色__，__ 有__白__色__胶__状__沉__淀__物__生__成__
可溶性酸制难溶性酸的性质
C.因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应
√D.硅胶可用作袋装食品的干燥剂
解析 SiO2不能与水反应生成硅酸，A错； B中反应是利用了强酸制弱酸的性质，B错；
硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C错。
解析 答案
学习小结
1.石英、沙子、水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分均是二氧化硅。 二氧化硅是硅酸的酸酐，但硅酸不能由二氧化硅与水反应制得。 2.熟记三个化学方程式 (1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O； (2)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O； (3)Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。
达标检测
1.华裔科学家高锟因“在光学通信领域中光在光导纤维中传输”的研究方面
所取得的开创性成就获得了诺贝尔物理学奖。光导纤维的主要成分是
A.Si C.Na2SiO3
√ B.SiO2
D.SiCl4
解析 光导纤维的主要成分为SiO2。
12345
解析 答案
2.下列说法正确的是 A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应 B.二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成 C.硅酸的酸性比碳酸的酸性强，且硅酸不溶于水
解析 石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，与碱反应生成盐和水： 2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O。
12345
解析 答案
(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：_S_iO__23－__＋__2_H_＋_=_=_=__H_2_S_iO__3↓_。
解析 过滤，除去石英中的杂质，得滤液为Na2SiO3(aq)，硅酸是弱酸， Na2SiO3与盐酸发生复分解反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H△2SiO3↓。 (3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：H__2_S_i_O_3_=_=__=_= _H__2_O_＋___S_i_O。2 写出硅胶的一种用途：干___燥__剂__(_或___催__化__剂___载__体。)
2.二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列说法不正确的是 A.二氧化硅是一种立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大
√B.二氧化硅为酸性氧化物，能与水反应生成硅酸
C.实验室不能用磨口玻璃塞试剂瓶盛放氢氧化钠溶液 D.氢氟酸能雕刻玻璃，不能用玻璃瓶盛放氢氟酸 解析 二氧化硅是硅原子和氧原子按1∶2的数目比形成的具有立体网状 结构的晶体，是熔点高、硬度大的固体；二氧化硅是一种不溶于水的酸 性氧化物，与水不反应；磨口玻璃塞中的二氧化硅能与氢氧化钠溶液反 应，生成具有粘性的硅酸钠，容易使玻璃塞与瓶口粘结在一起；氢氟酸 能腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，常用塑料瓶盛装氢氟酸。
(2)硅原子结构示意图为
，最外层有 4 个电子，易形成 ＋4 价的
化合物。
2.硅的氧化物为二氧化硅，俗名为 硅石 。
(1)天然二氧化硅分为 结晶形 (如方石类、水晶等)和 无定形 (如硅藻土)。
(2) 根 据 日 常 生 活 中 的 实 例 描 述 二 氧 化 硅坚硬的固物体理、不性溶于质水：、
_熔__点__高_____________
解析 答案
高温 _C__aO__＋__S_i_O_2_=_=_=_=_=_C_a_S_i_O_3_
与碱液反应
_2_N_a_O_H__＋__C_O__2=_=_=__N_a_2_C_O_3_ _S_iO__2＋__2_N__a_O_H_=__=_=_N_a_2_S_iO__3
_＋__H_2_O_
_＋__H_2_O_
与水反应
_C_O_2_＋__H__2O_____H_2_C_O__3
不反应
与酸反应 相同点
不反应
只与HF反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋ 2H2O
都是酸性氧化物(酸酐)，与碱反应生成盐和水
归纳总结
(1)二氧化硅与二氧化碳的物理性质差异 较大的原因是物质晶体结构不同 。 二氧化硅晶体结构如图： 二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按_1_∶__2_ 的比例所组成的 立体网状 结构的晶体。 (2)二氧化硅的化学性质很稳定，与水、一般酸不反应，能与氢氟酸反应， 能与碱、碱性氧化物反应。
√D.CO2与SiO2均具有氧化性，可作氧化剂
解析 SiO2可以跟氢氟酸反应，反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑ ＋2H2O，A项不正确； 二氧化硅中不存在SiO2分子，B项不正确； 硅酸的酸性比碳酸弱，且不溶于水，C项不正确。
12345
解析 答案
3.下列溶液中①碳酸钠溶液 ②氢氟酸 ③氢氧化钠溶液 ④氯化钠溶液，
(3)二氧化碳和二氧化硅性质的比较(写出相关化学方程式)
物理性质
CO2 _气__体__，__熔__、__沸__点__低__，_ _易__溶__于__水__
SiO2 _固__体__，__熔__、__沸__点__高__，_ _硬__度__大__，__不__溶__于__水__
与碱性氧化物反应
_C__a_O_＋__C_O__2=__=_=_C_a_C.①③
C.②③
B.②④ D.①④
解析 ①③项中溶液呈碱性，不能与光滑的玻璃反应，但能与磨口玻璃 裸露的SiO2反应，生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的黏结性， 易使瓶塞与瓶壁粘在一起而难以开启。氢氟酸能腐蚀玻璃，不能用玻璃 试剂瓶盛放。
12345
解析 答案
4.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是 A.SiO2属于两性氧化物 B.酸性：H2SiO3＞H2CO3
√C.硅胶吸水后可重复再生
D.图中所示转化反应都是 氧化还原反应
解析 SiO2是酸性氧化物；酸性：H2CO3＞H2SiO3；图中有的转化反应 不是氧化还原反应，如SiO2与NaOH溶液的反应。
解析 微热，H2SiO3(aq)浓缩，H2SiO3聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水， 生成多孔硅胶：H2SiO3==△== H2O＋SiO2。硅胶的制备过程： 石英(SiO2)—＋—N—aO—H→Na2SiO3—＋—H—C→l H2SiO3—△—→硅胶。
硅胶的主要用途有两种：作干燥剂或作催化剂的载体。
12345
归纳总结
(1)实验室常用 可溶性硅酸盐 与酸反应制取硅酸。 (2)硅酸的性质：①具有酸性，酸性比碳酸弱；②受热易分解。 (3)硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶 经干燥脱水得到 硅胶(或硅酸干凝胶) ，具有较强的吸水性，常用作干燥 剂及催化剂载体。
活学活用
3.下列关于硅酸的说法正确的是 A.硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得 B.用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了
学习目标定位 1.了解硅在自然界中的存在形式，硅酸盐产品的组成和重要用途。 2.了解二氧化硅的结构、性质和用途。 3.了解硅酸的制备、性质和应用。
内容索引
新知导学 —— 新知探究 点点落实 达标检测 —— 当堂检测 巩固反馈
新知导学
一、二氧化硅
1.硅元素在地壳中的含量是26.3%，仅次于氧。 (1)硅元素在自然界中主要以氧化物及硅酸盐 的形式存在，因为硅是一种 亲氧 元素。
活学活用
1.关于二氧化硅，下列叙述正确的是________(填序号)。 ①化学性质不活泼，熔融氢氧化钠固体可用石英坩埚 ②是酸性氧化物，溶于水显酸性，不溶于任何酸 ③物理性质与CO2相似 ④SiO2晶体是由SiO2分子直接组成的
√⑤水晶、石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2 √⑥光导纤维在强碱性条件下易发生“断路”
12345
解析 答案
5.硅胶和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致 密的SiO2。二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质上表现出 差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，经历以下三步，试写出每步反 应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。 (1)用NaOH(aq)溶解石英：_2_O__H_－_＋__S_i_O_2_=_=_=_S_i_O_23_－_＋__H__2O_。
硅__酸__为__不__溶__于__水__的__白__色__固__体__
有__白__色__胶__状__沉__淀__物__生__成__ 硅__酸__的__酸__性__比__碳__酸__弱__
相关视频
2.写出上述实验中反应的化学方程式。 (1)Na2SiO3溶液与盐酸反应： Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl 。 (2) 将 CO2 通 入 Na2SiO3 溶 液 中 ： _N__a2_S_i_O_3_＋_C__O_2_＋__H_2_O_=_=_=_H__2S_i_O_3_↓__＋__N_a_2C__O_3。
思维启迪 解析 答案
二、硅酸
1.硅酸的制备：按表中实验操作要求完成实验，并将观察到的实验现象 及有关结论填入表中：
实验操作
实验现象
实验结论
溶__液__变__为__红__色__
_N_a_2_S_iO__3溶__液__呈__碱__性__
溶__液__由__红__色__变__为__无__色__，__ 有__白__色__胶__状__沉__淀__物__生__成__
可溶性酸制难溶性酸的性质
C.因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应
√D.硅胶可用作袋装食品的干燥剂
解析 SiO2不能与水反应生成硅酸，A错； B中反应是利用了强酸制弱酸的性质，B错；
硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C错。
解析 答案
学习小结
1.石英、沙子、水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分均是二氧化硅。 二氧化硅是硅酸的酸酐，但硅酸不能由二氧化硅与水反应制得。 2.熟记三个化学方程式 (1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O； (2)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O； (3)Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。
达标检测
1.华裔科学家高锟因“在光学通信领域中光在光导纤维中传输”的研究方面
所取得的开创性成就获得了诺贝尔物理学奖。光导纤维的主要成分是
A.Si C.Na2SiO3
√ B.SiO2
D.SiCl4
解析 光导纤维的主要成分为SiO2。
12345
解析 答案
2.下列说法正确的是 A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应 B.二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成 C.硅酸的酸性比碳酸的酸性强，且硅酸不溶于水
解析 石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，与碱反应生成盐和水： 2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O。
12345
解析 答案
(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：_S_iO__23－__＋__2_H_＋_=_=_=__H_2_S_iO__3↓_。
解析 过滤，除去石英中的杂质，得滤液为Na2SiO3(aq)，硅酸是弱酸， Na2SiO3与盐酸发生复分解反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H△2SiO3↓。 (3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：H__2_S_i_O_3_=_=__=_= _H__2_O_＋___S_i_O。2 写出硅胶的一种用途：干___燥__剂__(_或___催__化__剂___载__体。)