浙江省江山实验中学高一化学(必修一)导学案：专题3

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[课标要求]：1、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化合物（以二氧化硅和硅酸钠为例）的重要性质，知道水泥、陶瓷、玻璃三大硅酸盐产品。

2、了解工业上高纯硅的制备方法。

3、了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用及其与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。

[重点]：硅酸钠、单质硅、二氧化硅的性质；硅酸盐的氧化物形式的书写。

[难点]：二氧化硅的化学性质。

一、相关知识[阅读教材第78页至第82页，完成以下内容。

]
一、硅酸盐
1．硅酸盐的性质
硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多________于水，化学性质很________。

2．硅酸盐的组成
通常用氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。

例如：Na2SiO3可以表示为Na2O．SiO2
钙沸石[Ca(Al2Si3O10·3H2O)]可以表示为：
镁橄榄石(Mg2SiO4)可以表示为：
长石(KAlSi3O8)可以表示为：
高岭石[Al2Si2O5(OH)4]可以表示为：
3．最常见的硅酸盐——Na2SiO3
Na2SiO3的水溶液俗称________，常用作和。

二、传统的硅酸产品
1
2．你知道制玻璃时发生的主要反应方程式吗？
3．总结你学过的有哪些工业生产中要用到CaCO3
三、硅元素的存在
硅在自然界以态存在，在地壳中的含量仅次于____，硅的________和__________约占地壳质量的90%以上；硅原子最外层有____个电子，主要形成______价的化合物。

四、二氧化硅
1．SiO2的存在形式：硅藻土、沙子、玛瑙、石英、水晶等
2．SiO2的结构
每个Si原子与周围的____个O原子相结合，每个O原子与____个Si原子相结合。

实际上，
二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按____的比例所组成的________结构的晶体，我们通常用“SiO2”表示二氧化硅的组成。

3．物理性质
由最常见的沙子，你能想到二氧化硅有哪些物理性质：
4．化学性质
(1)与氢氟酸(HF)反应——HF是惟一可以与SiO2发生反应的酸：
__________________________________________(可用来雕刻玻璃)。

(2)SiO2作为酸性氧化物可以和___ ___、____________反应，但与水________。

①和碱反应：___________________________________________________________；
②和碱性氧化物反应：_________________ ____________。

思考：为什么氢氟酸不能用玻璃容器盛装？为什么装碱性溶液的试剂瓶必须用橡胶塞，不能用玻璃塞？如果用玻璃塞会产生什么后果？
5．二氧化硅的用途
(1)以SiO2为主要成分的沙子仍然是基本的建筑材料；
(2)电子工业的重要部件、光学仪器；
(3)是信息高速公路的骨架——__________的主要成分；
五、硅单质
1．物理性质
2
能与氧气反应。

试写出反应方程式：
3．写出工业上制取高纯硅的反应方程式：
4．用途：
六、通过预习，你觉得为什么说硅是一种古老而具有青春活力的元素？
二、预习自测
1．月球上有丰富的绿柱石(绿宝石)矿藏，其主要化学成分为Be n Al2Si6O18。

也可用氧化物形式表示为n BeO·Al2O3·6SiO2，其n值为()
A．1 B．2 C．3 D．4
2．将固体烧碱熔化，应选择的坩埚是（）
A 石英坩埚
B 瓷坩埚
C 铁坩埚
D 玻璃坩埚
3．下列对晶体硅的有关叙述正确的是()
A．晶体硅和金刚石的物理性质相似
B．硅在地壳中含量居第二位，可以以游离态存在于自然界中
C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但它的提炼工艺复杂，价格昂贵
D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电
4．材料与化学密切相关，下表中对应关系错误的是()
5
()
A．CaCO3B．SiO2
C．Na2SiO3D．CaSiO3
三、我的疑惑【请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。

】
______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ________________________________.
已知硅酸（H2SiO3）是一种难溶于水的弱酸，通过以下方程式比较其与碳酸哪个更弱？
SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2
Na2SiO3 + CO2 + H2O === Na2CO3+ H2SiO3
1．高岭土的组成可表示为Al2Si2O x(OH)y，其中x、y的数值分别是()
A．7、2 B．5、4
C．6、3 D．3、6
2．属于硅酸盐材料的是()
①水泥②玻璃③陶瓷④水晶
A．①③④B．②③④C．①②④D．①②③
3．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是()
A．水晶的成分是二氧化硅
B．二氧化硅晶体中不存在单个SiO2分子
C．二氧化硅溶于水且显酸性
D ．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别 4．在一定条件下，下列不能与二氧化硅反应的物质是( )
①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙 A ．只有③⑤⑦ B ．只有⑤⑦ C ．只有②⑤ D ．只有⑤ 5．下列关于硅酸的叙述，错误的是( )
A ．硅酸是一种很弱的酸
B ．硅酸可由二氧化硅与水反应制得
C ．硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅
D ．硅酸可由可溶性硅酸盐和盐酸反应制得 6．下列关于硅的说法中，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 ．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，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 ．当加热到一定温度时，硅能与氧气等非金属反应 7．下列关于水玻璃的性质和用途叙述不正确的是( )
A ．水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀
B ．在建筑工业上可作黏合剂耐酸水泥掺料
C ．木材、织物浸过水玻璃后，具有防腐性能且不易燃烧
D ．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
8．能贮存在具有玻璃塞的磨口试剂瓶里的试剂是 （ ） A ．HF 溶液
B ．KOH 溶液
C ．盐酸
D ．水玻璃
9．下列物质不属于硅酸盐的是( )
A ．黏土
B ．硅藻土
C ．Al 2(Si 2O 5)(OH)4
D ．Mg 2SiO 4 10．关于硅酸盐的下列叙述中正确的是( )
①大部分硅酸盐难溶于水
②硅酸盐是构成地壳岩石的主要成份
③可溶性硅酸盐中最常见的是Na 2SiO 3，它的水溶液俗称水玻璃 ④硅酸盐是由氧化物组成的一类盐，能够稳定存在
A ．①④
B ．①②③
C ．②③④
D ．①③④
1．能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是( )
A ．CO 2溶于水生成碳酸，SiO 2不溶于水也不能与水直接反应生成硅酸
B ．在高温下，SiO 2和Na 2CO 3能发生反应：SiO 2＋Na 2CO 3=====高温
Na 2SiO 3＋CO 2↑
C．SiO2熔点比CO2高
D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀
2．SiO2属于酸性氧化物的主要理由是()
A．硅是非金属元素
B．SiO2溶于水生成酸
C．SiO2与强碱反应生成盐和水
D．SiO2不能与酸反应
3．60 g石灰石在高温下与23 g石英反应产生的气体在标准状况下的体积是() A．5.6 L B．11.2 L
C．13.44 L D．6.72 L
4．下列以制取水泥和玻璃的共同特点的叙述中，错误的是（）A．生产所用设备相同
B．反应都在高温的条件下进行
C．原料中均有石灰石
D．都发生复杂的物理、化学变化
5．CO2通入下列溶液中，不可能产生沉淀的是（）
A．氯化钙溶液B．石灰水
C．饱和碳酸钠溶液D．硅酸钠溶液
6．下列说法中正确的是（）
A．普通玻璃呈浅绿色是由于含Fe3+
B．坩埚、蒸发皿都属于陶瓷制品
C．唐“三彩”是一种玻璃制品
D．高温下CaSiO3比CaCO3稳定
7．下列各组物质中：①Cl2O7HClO ②SO2H2SO4③NO2HNO3
④SiO2H2SiO3⑤Mn2O7HMnO4前者都是后者酸酐的是（）
A．②③B．③④
C．④⑤D．①③④
8．下列物质中，既不能导电，又不能溶解于水的是（）
A、硅藻土
B、石墨
C、硅晶体
D、硅酸钠
9．关于玻璃的叙述中，错误的是（）
A、不是晶体，没有一定的熔点
B、普通玻璃组成可用Na2O·CaO·6SiO2表示
C、氢氟酸能腐蚀玻璃，是因为氢氟酸是强酸
D、制造普通玻璃的原料中，石英是多量的
10．光纤通信70年代后期发展起来的一种新型通信技术，目前长距离光纤通信系统已投入使用，光纤通信的光学纤维是由下列哪种物质经特殊工艺制成的（）
A 碳
B 石英
C 锗
D 硅
11．下列物质：①水泥②玻璃③陶瓷④水晶，其中属于硅酸盐工业产品的是（）
A 只有①②
B 只有②④C只有①②③ D 全部
12．下列物质属于纯净物的是（）
①水玻璃②水泥③玻璃④漂白粉⑤胆矾⑥氯水⑦液氯
A、①④
B、①⑤
C、①⑤⑥
D、⑤⑦
13．下列离子方程式不正确的是（）
A．石英与烧碱反应：SiO2 + 2OH－=== SiO32－+ H2O
B．往烧碱溶液中通入过量CO2：CO2 + OH－=== HCO3－
C．往水玻璃中加入盐酸：2H+ + SiO32－=== H2SiO3↓
D．向小苏打中加入过量石灰水：2HCO3－+Ca2++2OH－=== CaCO3↓+2H2O+CO32－
14．反应：SiO2+3C SiC+2CO↑中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为（）A．1 : 3 B．3: 1 C．1 : 2 D．2 : 1
15．氢氧化铝胶囊、碳酸氢钠粉剂都曾用来治疗胃酸过多。

三硅酸镁(Mg2Si3O8·n H2O)和氢氧化铝胶囊一样，且治疗时间更持久。

将三硅酸镁写成氧化物形式：________________，写出其中和胃酸(主要成分是HCl)的化学方程式：________________________________
________________________________________________________________________。

16．获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。

(1)光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通讯能同时传输大量信息。

制造光纤电缆的主要原材料的化学式是______________，它属于_________材料。

(2)信息产业的核心材料是高纯度的硅，高纯度的单晶硅生产方法之一是：用金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用得硅烷(SiH4)，再加热分解硅烷可得高纯硅。

单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。

写出上述方法中，生产高纯硅的两个化学方程式：_______________________________________
17．工业上制造普通玻璃的主要原料是、、_____，普通玻璃的成份
是。

工业上制水泥则以、为主要原料
18．古希腊流传这样一个传奇故事：一批贩运纯碱的商船停泊在江边的沙岸部，商人们找不到石头来搭灶煮饭，就把船上的大块纯碱搬来，放在沙地上垫锅做饭，饭熟后商人们惊奇地发现“灶”变成了晶莹透明的固体。

这种固体可能是，其主要成分是。

19．除去括号中的杂质，将操作方法和化学方程式填入表中空格。

SiO
20．实验室里盛放碱液的试剂瓶瓶塞不能用玻璃塞，是因为。

检验生石灰里含有石英和石灰石的方法是。

21．把13g含有SiO2的CaCO3固体在高温下加热到质量不再改变，冷却后称量为8.6g （1）生成的CO2在标准状况下的体积是多少升？
（2）原物质中含SiO2的质量是多少克？。