人教版高中化学必修一第9讲:无机非金属材料的主角—硅(学生版)——社会苗世印

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人教版高中化学必修一《无机非金属材料的主角

人教版高中化学必修一《无机非金属材料的主角

人教版高中化学必修一《无机非金属材料的主角人教版高中化学必修一《无机非金属材料的主角一、教材分析1、教材的地位与作《无机非金属材料的主角-硅》是人教版高中化学必修一第四章第一节的内容,本节是非金属及其化合物的开始,又是常见无机物及其性质等知识的继续,通过本节的学习也为学习元素周期律奠定了基础。

硅及其化合物是学生在日常生活中所熟悉的物质,硅在非金属材料、信息技术、光电技术等领域有着十分广泛的应用;这就更加突出了它在社会发展历程中、信息化社会中的重要性、广泛性和应用的前瞻性;通过硅及其化合物知识的学习,学生对生活中常见的物质有了进一步的了解与认识,开阔了眼界,更加密切了化学与生活,化学与社会的联系。

2、教材的内容本节教材由三部分内容组成。

依次按二氧化硅和硅酸硅酸盐硅单质顺序编排,重点介绍SiO2的性质和用途。

本节教材可用两个课时完成,说课内容为第一课时。

教学目标知识与技能:了解SiO2的存在和性质,认识SiO2的广泛用途;进一步熟悉从实验的角度探索和认识物质化学性质的技能。

过程与方法:学会运用对比方法来认识物质的共性和个性,培养学生对知识的迁移和类比能力。

通过结构性质用途的学习模式,让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。

并体验通过联系生活实际及实验解决化学问题,揭示物质性质。

情感、态度与价值观:通过大量的图片、实物、相应的化学实验现象感受化学科学的魅力及化学对人类生产、生活的贡献,激发学生的兴趣,培养学生热爱科学,勇于探索的精神。

4、教学重点和难点:教学重点:SiO2的性质和用途;教学难点:SiO2的结构和性质。

二、学情分析:学生生活中对硅及其化合物已有一定的感性认识的,如:岩石、土壤、沙子、玻璃、水泥、水晶、陶瓷等都是学生在生活中常见的物质,在初中化学中也已经有了一定的介绍,通过第三章《金属及其化合物》的学习,已经积累了学习元素化合物知识的方法。

而且对这些物质的进一步的了解和认识,激发学生的兴趣,也为学生自主学习和探究奠定基础。

人教版高中化学必修1:无机非金属材料的主角----硅_课件1

人教版高中化学必修1:无机非金属材料的主角----硅_课件1
非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角——硅
本节主要考点有 Si、SiO2、Na2SiO3、H2SiO3 的性质和用 途及 SiO2 的结构,主要考查知识集中在三个方面,一是硅、 二氧化硅、硅酸盐的用途,二是硅及其化合物的性质,三是 硅及其化合物的制备。由于许多高科技领域的新型无机非金 属材料都与硅有关,预测明年的高考,硅及其化合物知识仍 是命题热点,考查形式会以硅及其化合物知识为载体与基本 理论,和其他元素及化合物相联系综合考查。
一、碳、硅 1.单质的存在形态、物理性质及用途


存在 形态
_游__离 ___态__、__化__合__态__
_化__合__态__
物理 性质
金刚石:_熔__点__高__、__硬__度__大____ 石墨:_硬__度__小__,__电__的__良__导__体___
灰黑色固体,有金属 光泽,熔__点__高__、__硬__度__大 ,有脆性
二、碳、硅的氧化物 1.一氧化碳 CO 是无色无味的有毒气体,不溶于水,可用作气体燃料 和冶金工业的__还__原__剂__。
点燃 (1)燃烧的化学方程式为:_2_C_O__+__O_2_=_=_=_=_=_2_C__O_2__。
△ (2)还原 CuO 的化学方程式为:_C_O__+__C_u_O__=_=_=_=_=_C_u__+_C__O_2。
[答案] A
【生之习】 1.华裔科学家高锟因“在光纤传输信息领域中的突破性 成就”获得 2009 年诺贝尔物理学奖,下列有关硅材料的说法 正确的是( ) A.光纤的主要成分是高纯度的单质硅 B.金刚砂的主要成分是二氧化硅 C.28 g 硅含有 6.02×1023 个电子 D.28Si、29Si、30Si 是不同的核素

人教版高中化学《无机非金属材料的主角——硅》说课稿

人教版高中化学《无机非金属材料的主角——硅》说课稿

人教版高中化学《无机非金属材料的主角——硅》说
课稿
《无机非金属材料的主角——硅》说课
 我说课的内容是《无机非金属材料的主角——硅》。

用的教材是人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《化学1》。

 一、教材结构和内容简析
 硅及其化合物在国民经济中、在材料科学和信息技术等领域应用前景十分广泛,所以硅作为非金属的开篇,安排在“金属及其化合物”之后,既是常见无机物及其性质等知识的继续,也是学习非金属及其化合物的基础,还是在生活中经常接触、需要了解和应用的化学常识。

这也为以后学习“物质结构与性质”、分析物质的空间结构打下基础。

 本节具有巩固氧化还原反应等基本知识的作用。

在前一章的基础上,进一步介绍元素化合物知识和研究方法,为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期表的形成积累感性材料。

 本节分两课时,第一课时:了解Si、SiO2、H2SiO3的性质,第二课时:了解硅酸盐的性质及其用途,这里主要是第一课时的说课。

对比前一章中学生认识金属元素的顺序:单质、氧化物、氢氧化物、盐,我在这里将硅单质的内容提前,使学生掌握研究物质的一般方法。

另外,在每一阶段中,我将学生熟悉的物质用途提前,以便学生对物质有一个感性的认识。

人教版高中化学高一化学必修一PPT课件无机非金属材料的主角-----硅

人教版高中化学高一化学必修一PPT课件无机非金属材料的主角-----硅

一、二氧化硅
3.应用
SiO2的网状结构决定它具有优良的物理化学性能,加上SiO2 在自然界的广泛存在,因此从古到今都被人类广泛地应用着
饰 品
水晶制品
玛瑙制品
二氧化硅的用途
光 学 纤 维 胃 镜
一、二氧化硅
思考与交流
根据SiO2的存在和应用,请你分析以下问题: SiO2具有哪些物理性质?化学稳定性如何?
高温 SiO2+CaO == CaSiO3 SiO2+H2O ≠不能与水反应
一、二氧化硅
5.化学性质: ② 弱氧化性
SiO2+2C
高温
=
Si+2CO↑(制取粗硅)
玻璃成分要是 Na2SiO3 、 CaSiO3 、SiO2 无固定熔点
氧化剂和还原剂的物质的量之比?
③与碳酸盐反应制玻璃 SiO2+Na2CO3===CO2 +Na2SiO3 SiO2+CaCO3===CO2 +CaSiO3
不能反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 高温 SiO2+ CaO =CaSiO3
与碱反应
与碱性氧化物 反应
CO2+Na2O=Na2CO3
与 酸
用 途
——
人工降雨,灭火,饮料等
只与氢氟酸反应
光纤等
二、硅酸 1.硅酸的制备
发散思维:硅和碳同一主族,都为+4价,碳酸 制取与硅酸制取应有一定相似之处 方案1:利用SiO2与水反应制取
Na2SiO3溶液与CO2反应的化学方程式: Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO ; 3↓
二、硅酸

人教版高中化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角——硅 课件(共31张PPT)

人教版高中化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角——硅 课件(共31张PPT)
B.向烧碱溶液中加入过量SiO2:
SiO2+OH-==HSiO3-
C.晶体硅与氢氧化钾溶液反应:
Si+2OH-+H2O == SiO32-+2H2↑
D.玻璃与氢氟酸溶液反应:
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
3.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质,最
适宜的试剂是( )B
A.纯碱溶液
B.盐酸
SiO2+ 4HF== SiF4 +2H2O

思考1:为什么在实验室中盛放NaOH溶液的 试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞? (玻璃由Na2SiO3、Ca2SiO3和SiO2熔合而成)
答:玻璃中的SiO2 与NaOH 发生 反应,在瓶口处生成有粘性的物质, 使瓶塞与瓶口粘结而无法打开。
SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
硅结构的平面图
硅的空间网状结构
硅的空间网状结构 与金刚石类似,这 决定了硅有什么物 理性质和化学性质?
立体网状结构
阅读课本P79硅的内容,概括硅的物理性质
二、硅单质
1.硅的物理性质 硅单质分为: 晶体硅 和无定形硅。晶体硅 是一种有金属光泽的灰黑色固体 。熔沸
点 高 ,硬度 大 ,有脆性。
硅在元素周期表中的位置和结构
1 2 3 Na Mg 4 5 6 7
ⅣA
C Al Si P S Cl
Ge Sn Pb
从硅元素在表中的位置可知,硅是 一种良好的半导体材料。
阅读课本P79硅的内容,概括硅的物理性质
一、硅
1.硅的物理性质
硅单质分为: 晶体硅 和无定形硅。晶体硅

人教版高中化学必修1第4章《无机非金属材料的主角-硅》教案

人教版高中化学必修1第4章《无机非金属材料的主角-硅》教案

第一节无机非金属材料的主角—硅第1课时教学目标1、了解硅及其化合物的知识。

2、了解硅及其化合物在国民经济中的重要作用。

3、调查研究:完成并小组交流“硅及其化合物对人类文明的贡献”小论文。

4、使学生进一步了解运用元素周期律知识学习同族元素性质及其递变规律的方法,并运用这些知识学习碳族元素及其化合物的知识。

重点难点硅和二氧化硅的性质。

硅酸盐的用途。

教学过程*将Si单质的内容移到开头教学。

采用对比的方法,联系碳、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠、甲烷等学生已有的知识和生活经验来引人硅、二氧化硅等新知识。

碳和硅是同一主族相邻的两种元素,它们的性质既有相似之处,又有不同之处。

在教学时要突出硅的亲氧性强于,从而引导学生理解硅的两种存在形式──二氧化硅和硅酸盐。

[科学视野]:SiO2的晶体结构分析。

启发学生根据SiO2和CO2都是酸性氧化物这一特点,把它们的性质一一列出。

引导学生从硅的亲氧性大,得出常温下SiO2的化学性质稳定;在加热的条件下,SiO2才能与碱性氧化物起反应,写出有关反应的化学方程式,等等。

[思考交流]:①实验室中盛放碱液的试剂瓶为什么不用玻璃塞?②实验室盛放氢氟酸的仪器为什么不用玻璃瓶?[演示实验]:【实验4-1】在饱和Na2SiO3溶液中,滴加酚酞溶液呈红色。

逐滴加入稀盐酸,待溶液红色变浅并接近消失时,有透明的硅酸凝胶产生。

写出有关反应的化学方程式。

[补充实验]:将CO2通入Na2SiO3溶液中,引导学生观察白色胶状沉淀的生成,写出反应的化学方程式和离子方程式,从而加深对H2SiO3的酸性弱于碳酸的认识。

[例题讨论]:教材P69习题4。

[教学小结]:(学生填表)⑴表1 二氧化硅和二氧化碳结构性质比较二氧化硅与二氧化碳性质的异同点:相同点:都是酸性氧化物,都与碱或碱性氧化物反应。

不同点:①CO2与水反应生成H2CO3;SiO2不与水反应;②SiO2溶于氢氟酸,CO2不与氢氟酸反应;③SiO2须在高温下与碱性氧化物反应,而CO2可在常温加压下进行。

人教版高中化学必修1:无机非金属材料的主角----硅

人教版高中化学必修1:无机非金属材料的主角----硅

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
与碱性氧化物反

CO2+Na2O=Na2CO3
SiO2+
高温 CaO =
CaSiO3
与水反应
CO2 + H2O = H2CO3
不能反应
设的计碳与意有某图关些盐:知反通应识过基N列础a2C表上O3比构+C较建O2+C有HO2关O2、=N硅SaHi的OC2O知,3 N识运a2体C用O系构3 + ,S建iO碳主2 =高=只义=温=需原Na简理2Si介O,3 +,在C这O已2↑既有 与HF突反应出本节课不的能主反题应,又完善了学SiO生2+的4H知F==识==体SiF系4↑+。2H2O
无机非金属材料的主角 —硅
CONTENTS
教学背景
教学分析
教学设计
教学效果
教学背景
教程地位 学情分析 教学目标 教学重点
教学背景
ONE
1、教程地位
必修一第四章第一节 非金属及其化合物的开始 为学习元素周期律奠定基础 密切了化学与生活的联系
地位和作用
教学背景
ONE
一、学习状况
1、初中已经学习过二氧 化碳的有关知识。 2、在《金属及其化合物 》的学习后,对于元素化 合物知识的学习积累了一 定的方法
教学设计 THREE
3.二氧化碳通入下列各溶液中,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
4.玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上进行蚀刻,并将其制成 毛玻璃和雕花玻璃的物质是( ) A.烧碱 B.纯碱 C.氢氟酸 D.盐酸
教学设计 THREE
课堂总结

人教版化学必修一《无机非金属材料的主角——硅》教学教学课件

人教版化学必修一《无机非金属材料的主角——硅》教学教学课件
1、 二氧化硅(SiO2)
SiO2是最重要的化合物。地球 上存在的天然二氧化硅约占地 壳含量的12%,其存在形式有 结晶形和无定形两大类,通称 为硅石。
人教版化学必修一《无机非金属材料 的主角— — 硅》教学 课件p p t
人教版化学必修一《无机非金属材料 的主角— — 硅》教学 课件p p 的主角— — 硅》教学 课件p p t
(5)用途
物质的性质决定用途,SiO2有哪些用途呢?
人教版化学必修一《无机非金属材料 的主角— — 硅》教学 课件p p t
人教版化学必修一《无机非金属材料 的主角— — 硅》教学 课件p p t
SiO2的用途
人教版化学必修一《无机非金属材料 的主角— — 硅》教学 课件p p t
现象:溶液变红,加入盐酸后生成 胶状沉淀。
人教版化学必修一《无机非金属材料 的主角— — 硅》教学 课件p p t
人教版化学必修一《无机非金属材料 的主角— — 硅》教学 课件p p t
(2)性质:
①白色胶状,难溶。 ②弱酸性(酸性 H2SiO3 < H2CO3) 不能使指示剂变色。 ③ 脱水形成硅胶。硅胶多孔,吸附 水分能力强,常用作实验室和袋装食 品等的干燥剂,也可用作催化剂的载 体。
因为硅和碳一样,其原子既不易失去又不易 得到电子,主要形成四价的化合物。所以常 温下,碳、硅单质的化学性质不活泼。
人教版化学必修一《无机非金属材料 的主角— — 硅》教学 课件p p t
人教版化学必修一《无机非金属材料 的主角— — 硅》教学 课件p p t
思考2: 自然界有无游离态的碳?
自然界有无游离态的硅?
人教版化学必修一《无机非金属材料 的主角— — 硅》教学 课件p p t
本节总结 一、二氧化硅和硅酸

人教版必修1化学《无机非金属材料的主角—硅》说课稿

人教版必修1化学《无机非金属材料的主角—硅》说课稿

人教版必修1化学《无机非金属材料的主角—硅》说课稿一、教材分析1. 教材背景介绍•本课是人教版必修1化学中的一节课,讲述了无机非金属材料中的一个重要代表——硅。

•硅是自然界中广泛存在的元素之一,它在科学、工业、生活中都有广泛的应用。

•通过学习本课,学生可以了解到硅的性质、制备方法、应用领域等内容,并拓宽自己的化学知识。

2. 教学目标本节课的主要教学目标包括:•了解硅的性质和特点;•掌握硅的制备方法;•了解硅的应用领域,以及硅在电子工业中的重要作用;•培养学生的实验探究能力和科学思维。

3. 教学重点•硅的性质和特点;•硅的制备方法。

4. 教学难点•硅在电子工业中的应用。

二、教学内容和方法1. 教学内容本节课的主要教学内容包括:•硅的性质:硅是一种无色、无味、无定形固体,其物理性质和化学性质都有一定特点;•硅的制备方法:硅的制备主要包括热还原法和电石法;•硅的应用领域:硅在电子工业中有广泛的应用,如半导体材料、太阳能电池等。

2. 教学方法为了达到教学目标,本节课采用以下教学方法:•讲授法:通过讲述硅的性质、制备方法和应用领域,向学生介绍相关知识点;•实验演示法:通过实验演示,展示硅的制备方法和一些应用实例,激发学生的兴趣,培养其实验探究能力;•提问法:通过提问学生问题,引导学生思考、讨论,提高学生的思维能力。

三、教学流程本节课的教学流程如下:1.导入:通过引入化学元素的重要性,引起学生对化学的兴趣。

(5分钟)2.硅的性质介绍:通过讲解硅的外观、物理性质和化学性质,让学生了解硅的基本特点。

(15分钟)3.硅的制备方法介绍:通过讲解热还原法和电石法,介绍硅的制备过程。

(15分钟)4.实验演示:通过演示实验,展示硅的制备方法和一些应用实例。

(20分钟)5.硅的应用领域介绍:通过讲解硅在电子工业中的应用,让学生了解硅的重要性。

(10分钟)6.总结回顾:对本节课的重点内容进行梳理,让学生加深对硅的理解。

(5分钟)7.课堂练习:布置相关练习题,巩固学生的学习成果。

人教版高中化学必修一4.1《无机非金属材料的主角——硅》实用课件最新课件

人教版高中化学必修一4.1《无机非金属材料的主角——硅》实用课件最新课件
Si+2F2 = SiF4 Si+4HF = SiF4+2H2↑
加热时,Si可以和O2、 Cl2等反应。
你知道吗?
常温下,单质 碳、硅的化学 性质都不活泼, 为什么碳在自 然界中有稳定 的单质(金刚 石)存在,而 硅却没有?
单质硅的化学性质虽然稳
定,但硅是一种亲氧元素, 硅原子和氧原子的结合非常 牢固,形成的二氧化硅或硅 酸盐中的硅氧化学键非常牢 固,硅氧键一旦形成就很难 被破坏,所以,自然界中硅 都是以二氧化硅或硅酸盐的 形式存在,没有游离态的硅。
(2)跟碱性氧化物反应
高温
SiO2+CaO = CaSiO3 , 比较:CO2+CaO=CaCO3, 条件的不同说明什么问题?
设疑: 实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛
放其它溶液的试剂瓶有何不同?为什 么?
(3)与氢氟酸反应
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O • 注 用意 HF:来玻刻璃蚀中玻含璃有。SiO2,所以可以
Na2SiO3 + 2HCl= H2SiO3 (胶体) +2NaCl
(2)Na2SiO3溶液通入CO2:
Na2SiO3 + H2O+CO2= H2SiO3 (胶体) + Na2CO3
4、硅胶:(1)主要成分: H2SiO3 ,
(2)制备:H2SiO3的浓溶液→硅酸凝胶→硅胶
(3)用途:干3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体)
思考:分析以上制取原理,若将CO2通入 Na2SiO3溶液中有何现象? (温馨提示: 碳酸的酸性强于硅酸的酸性)
Na2SiO3 + CO2+H2O = Na2CO3 + H2SiO3(胶体)

人教版高中化学必修一教案设计:4.1无机非金属材料的主角——硅

人教版高中化学必修一教案设计:4.1无机非金属材料的主角——硅

无机非金属材料的主角-硅一、教材分析无机非金属材料的主角-硅选自人教版高中化学必修1第四章的第一节。

本节课主要讨论了硅及其化合物的性质,将其安排在离子反应、氧化还原反应等理论知识之后,是探究非金属及其化合物知识的开始,是常见无机物及其性质等知识的继续,具有承上启下的作用;在第三章的基础上,进一步介绍元素化合物知识和研究方法,为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期表的形成积累感性材料。

含二氧化硅的材料用途广泛,本节课在选材上着眼于二氧化硅的主要性质,在知识安排上尽量使知识和用途相结合,理论和实际相结合,从而使学生认识到其在生活生产中的应用,增强了学生的学习兴趣。

二、学情分析1、知识基础:学生对生活中硅的化合物有一定的感性认识,比如高山,沙漠,土壤,水泥,玻璃,陶瓷都是学生在生活中常见的物质,初中走进化学世界,化学使世界变得绚丽多彩中也有相关的知识介绍。

2、认知方式:第三章体验元素化合物知识的学习方法—实验探究法和分析归纳法3、可能出现的问题:思维较薄弱,不易理解二氧化硅与氢氟酸的反应学生;分析问题和解决问题的能力较差,仍需教师的引导。

根据《化学课程标准》,结合教材,本着面向全体学生,使学生自主、全面、主动发展的原则,我制定了以下的教学目标:知识与技能:了解二氧化硅的存在,物理性质;掌握二氧化硅的化学性质,了解硅酸的性质和制法。

知道生活中的二氧化硅和硅酸制品及用途。

过程与方法:通过二氧化碳和二氧化硅性质的对比,培养学生对知识的迁移和类比能力;实验探究,通过硅酸的制备,培养学生应用强酸制弱酸的原理进行实验设计的思维方法情感态度与价值观:体验探究学习的过程与快乐,培养合作意识;通过对硅的化合物用途的学习培养学生热爱自然,热爱化学的情感。

下面谈谈我对本节课重、难点的把握重点难点:二氧化硅和硅酸的性质及制备(在生活生产中应用非常广泛,同时也是高中化学知识体系的重要组成部分)三、教学方法:1、实验探究法:2、情景激学法:3、对比,归纳法:4、讲授法:学法分析:在教师的引导下,积极主动的思考,发现问题,通过新旧知识的对比,同学交流讨论,通过动手实验,观察分析,获取知识,完成学习目标。

新人教版高一化学必修一章节知识点:无机非金属材料硅-word文档

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新人教版高一化学必修一章节知识点:无机非金属材料—硅时钟滴答,光阴如梭。

青春列车,即将再次出发。

承着恩师同窗的教诲与帮助,携着亲朋好友的祝福与期待,现在的你即将返校开始新学年的生活,为了更好地帮助你尽快步入学习生活,为您准备了新人教版高一化学必修一章节知识点。

一、硅元素:无机非金属材料中的主角,在地壳中含量26.3%,次于氧。

是一种亲氧元素,以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中,占地壳质量90%以上。

位于第3周期,第ⅣA族碳的下方。

Si对比C最外层有4个电子,主要形成四价的化合物。

二、二氧化硅(SiO2)天然存在的二氧化硅称为硅石,包括结晶形和无定形。

石英是常见的结晶形二氧化硅,其中无色透明的就是水晶,具有彩色环带状或层状的是玛瑙。

二氧化硅晶体为立体网状结构,基本单元是[SiO4],因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。

(玛瑙饰物,石英坩埚,光导纤维)物理:熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好化学:化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应,可以与强碱(NaOH)反应,是酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OSiO2+CaO===(高温)CaSiO3SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O不能用玻璃瓶装HF,装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。

三、硅酸(H2SiO3)酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2不溶于水,硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。

Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl硅胶多孔疏松,可作干燥剂,催化剂的载体。

四、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,分布广,结构复杂化学性质稳定。

一般不溶于水。

(Na2SiO3、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3:可溶,其水溶液称作水玻璃和泡花碱,可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。

常用硅酸盐产品:玻璃、陶瓷、水泥五、硅单质与碳相似,有晶体和无定形两种。

人教版高中化学必修一第9讲:无机非金属材料的主角—硅(教师版)

人教版高中化学必修一第9讲:无机非金属材料的主角—硅(教师版)

无机非金属材料的主角-硅____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.了解硅酸盐的重要用途及组成.2.了解硅的重要用途,了解硅单质的物理性质.3.掌握Na2SiO3的化学性质.知识点一.硅1.硅的化学性质.在常温下,硅的化学性质不活泼,不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等反应,但可与氟气、氢氟酸和强碱反应.①硅和氟气反应:Si+2F2==SiF4.②硅和氢氟酸反应:Si+4HF==SiF4↑+2H2↑.③硅和氢氧化钠溶液反应:Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑.④硅在氧气中加热:Si+O2SiO2.2. 硅的工业制法.SiO2+2C Si(粗硅)+2CO↑(注意产物)提纯:Si+2Cl2SiCl4;SiCl4+2H2Si+4HCl↑3.晶体硅的用途.用来制造半导体器件,制成太阳能电池、芯片和耐酸设备等.知识点二. 二氧化硅△1.物理性质:硬度大、熔点高,难溶于水.2.化学性质:①酸性氧化物的通性:SiO2是酸性氧化物,是H2SiO3的酸酐,但不溶于水:SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (Na2SiO3是强的粘合剂)②弱氧化性:SiO2+2C Si+2CO↑③特性:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O要点解释:(A)由于玻璃的成分中含有SiO2,故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞.(B)未进行磨砂处理的玻璃,在常温下是不易被强碱腐蚀的,故盛放碱液可以用玻璃瓶(不能用玻璃塞).(C)因为氢氟酸腐蚀玻璃,与玻璃中的SiO2反应,所以氢氟酸既不能用玻璃塞、也不能用玻璃瓶保存,而应保存在塑料瓶或铅皿中.3.用途:①SiO2是制造光导纤维的主要原料.②石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等.③水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等.④石英砂常用作制玻璃和建筑材料.4.SiO2与CO2化学性质的比较物质二氧化硅(SiO2) 二氧化碳(CO2)与水反应CO2+H2O H2CO3与酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+NaOH=NaHCO3与碱性氧化物反应SiO+CaO CaSiO3CO2+Na2O=Na2CO32与碳反应SiO+2C Si+2CO↑CO2+C=2CO2知识点三.硅酸(H4SiO4、H2SiO3)△1.不稳定性:H2SiO3SiO2 +H2O2.极弱酸性:不能使酸碱指示剂变色:H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O制备:Na2SiO3+CO2+H2O=H4SiO4↓(白色胶状)+Na2CO3或Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl,H4SiO4=H2SiO3+H2O(不稳定、易分解)知识点四. 硅酸盐1.常用的硅酸盐是Na2SiO3,俗称“泡花碱”,易溶于水,其水溶液称为水玻璃,是一种矿物胶,密封保存.可用作肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂.2.硅酸盐改写为氧化物形式(顺序为:较活泼金属氧化物·金属氧化物·二氧化硅·水)如高岭石Al2(Si2O5)(OH)4改写为: Al2O3·2SiO2·2H2O再如:钾长石KAlSi3O8不能写成12K2O·12Al2O3·3SiO2,应写成K2O·Al2O3·6SiO2.3.无机非金属材料.①传统无机非金属材料:陶瓷、玻璃、水泥.水泥的主要成分:3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3普通玻璃的主要成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2②新型无机非金属材料:高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷.类型一:硅例1.下列关于硅的说法不正确的是()A.硅是非金属,但它的单质是灰黑色且有金属光泽的固体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.当加热到一定温度时,硅能与氧气等非金属反应解析:硅是一种具有金属光泽的灰黑色固体,A正确;硅是良好的半导体材料,B正确;硅在常温下可与氟气、强碱溶液反应,C错误;在加热时,硅与氧气、氯气等反应,D正确.答案: C类型二:硅的化合物例2.在一定条件下,下列物质不能与二氧化硅反应的是()①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤浓硝酸⑥烧碱溶液⑦氧化钙⑧氮气A.③⑤⑦⑧B.⑤⑦⑧C.⑤⑧D.⑤解析:SiO2作为酸性氧化物,可与强碱和碱性氧化物反应,在常温下SiO2可与氢氟酸反应,在加热时SiO2可被焦炭还原,可与碳酸钙、纯碱反应.答案: C例3.用4种溶液进行实验,下表中“操作及现象与溶液”对应关系错误的是()解析: A项,Na2SiO3溶液中通入CO2发生反应:Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3(胶体),继续通CO2至过量,硅酸胶体不溶解.B项,NaAlO2溶液通入CO2,生成不溶于水的Al(OH)3,Al(OH)3不溶于H2CO3,浑浊不消失.C项,Ca(ClO)2溶液通CO2生成CaCO3沉淀和HClO,品红溶液遇HClO褪色;D项,Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2+2NaOH==CaCO3↓+Na2CO3+2H2O.答案: B例4.如右图所示,A、B、C、D分别代表有关反应中的一种化合物,其中物质A是一种高熔点化合物,不溶于硫酸、硝酸,却溶于氢氟酸.请填写以下空白.(1)A、B、C、D的化学式分别是________、________、________、________.(2)A→B的化学方程式是____________.(3)C→D的离子方程式是____________.解析:本题主要考查SiO2的特性.其突破口应从“A是一种高熔点的化合物,不溶于H2SO4、HNO3,却溶于氢氟酸”推断出A为SiO2,然后依此推出B为CO、C为CO2、D为H2SiO3.答案:(1)SiO2CO CO2H2SiO3高温(2)SiO2+2C Si+2CO↑(3)SiO 32―+CO2+H2O==H2SiO3+CO32-基础演练一.填空题1.下列说法不正确的是( )A.因SiO2不溶于水,故SiO2不是酸性氧化物B.在反应SiO2+2C Si+2CO↑中SiO2作氧化剂C.SiO2是一种空间立体网状结构的晶体,熔点高、硬度大D.氢氟酸能够刻蚀玻璃,故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸2.(2014年北京第二十中学月考试题)能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是( ) A.CO2溶于水生成碳酸,SiO2不溶于水也不能与水直接反应生成硅酸B.在高温条件下,SiO2和Na2CO3能发生反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑C.SiO2的熔点比CO2高D.CO2通入Na2SiO3稀溶液中,生成白色胶状沉淀,所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶3.由下列实验事实得出的结论正确的是( )A.由SiO2不能与水反应生成H2SiO3,可知SiO2不是H2SiO3的酸酐B.由SiO2+2C Si+2CO↑,可知碳的非金属性大于硅C.CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀,可知酸性H2CO3>H2SiO3D.SiO2可与NaOH溶液反应,也可与氢氟酸反应,可知SiO2为两性氧化物4.证明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正确方法是( )A.加入过量的盐酸,观察是否有气泡冒出B.加入过量的烧碱溶液,观察是否有固体溶解C.加热至高温,观察是否有气泡冒出,是否有硅酸钙生成D.先加过量的盐酸搅拌,观察是否有不溶物剩余及气泡出现;若有不溶物则滤出,投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解5.将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液;②Na2SiO3溶液;③NaAlO2溶液;④饱和Na2CO3溶液;⑤Ca(OH)2溶液.最终溶液中有白色沉淀析出的是( )A.①②③④⑤B.②③④C.②④⑤ D.①②④6.下表各组物质中,满足下图物质一步转化关系的选项是( )7.(2014年聊城市第一中学月考试题)关于工业制金刚砂的反应:SiO2+3C SiC+2CO↑,下列说法正确的是( )A.SiO2是氧化剂,C为还原剂B.碳的还原性比硅强C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1D.1 mol SiO2参与反应时,转移4 mol电子8.下列关于SiO2性质的说法错误的是( )A.与强碱反应:SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,盛放碱性药品的试剂瓶不能用玻璃塞B.与氢氟酸反应:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,可用来雕刻玻璃C.高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaO CaSiO3,可用来做石英坩埚D.与水反应:SiO2+H2O===H2SiO3,具有酸性氧化物的通性9.下列应用与二氧化硅的性质无关的是( )A .氢氟酸不能用玻璃瓶盛装B .实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞C .可用来做石英钟、石英表,耐高温的石英玻璃D .硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体10.试管中加入3~5 mL Na 2SiO 3饱和溶液,滴入2~3滴酚酞试液,再用胶头滴管逐滴滴入稀盐酸,边滴边振荡,至红色变浅并接近消失停止,下列解释错误的是( )A .发生的反应为Na 2SiO 3+2HCl===H 2SiO 3↓+2NaClB .滴加酚酞呈红色,说明硅酸钠溶液呈碱性C .盐酸的酸性比硅酸强D .盐酸的酸性比硅酸弱 11.下列说法正确的是( )A .SiO 2是酸性氧化物,它可以与强碱反应,但不能与所有的酸反应B .根据反应SiO 2+CaCO 3=====高温CaSiO 3+CO 2↑,可推知硅酸的酸性比碳酸的强 C .CO 2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 D .CO 2与SiO 2均可溶于水生成相应的酸 12.下列关于二氧化硅的说法正确的是( )A .工业上用二氧化硅制取单质硅时,理论上1 mol C 能置换出1 mol SiB .二氧化硅具有酸性氧化物的通性C .二氧化硅能与碱反应,不能与任何酸反应D .由于硅酸比碳酸的酸性弱,故二氧化硅不能与碳酸钠反应 二.填空题13.某学生设计了如下图所示的装置,一次实验即可达到比较HCl 、H 2CO 3、H 2SiO 3酸性强弱的目的(不必选其他酸性物质).请据此回答:(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液,分液漏斗所盛试剂为________.(2)装置B所盛试剂是________,其作用是_________________.(3)装置C所盛试剂是________,C中反应的离子方程式是__________________________________________.14.A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成,且四种化合物中阴、阳离子各不相同.已知:A.回答下列问题:(1)写出A、B、C、D的化学式:A__________,B__________,C__________,D__________.(2)写出A溶液与B溶液反应的离子方程式:______________________________________.(3)请选出适合存放A、C、D溶液的试剂瓶的序号:巩固提高一.选择题1.下列叙述中,正确的是( )A.自然界中存在大量的单质硅B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化学性质活泼,能跟酸或碱的溶液发生化学反应D.自然界中硅元素都存在于石英中2.下列关于二氧化硅的说法中正确的是( )A.二氧化硅溶于水所得溶液能使紫色石蕊溶液变为红色B.二氧化碳通入硅酸钠溶液中可得白色胶状沉淀硅酸C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸酸性比碳酸强D.二氧化硅是酸性氧化物,不溶于任何酸溶液3.下列物质:①氢氟酸,②浓H2SO4,③烧碱溶液,④Na2CO3固体,⑤氧化钙,⑥浓HNO3,其中在一定条件下能与SiO2反应的有( )A. ①②⑥B. ②③⑥C. ①③④⑤ D.全部4.熔融氢氧化钠所选用的器皿是( )A.陶瓷坩埚 B.石英坩埚C.普通玻璃坩埚 D.生铁坩埚5.下列关于硅酸的说法正确的是( )A.硅酸可以通过SiO2和水的化合反应制得B.用反应Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的原理C.硅酸难溶于水,不能与NaOH溶液反应D.硅胶可用作袋装食品的干燥剂6.(双选)下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成的是( )A.SiO2→Na2SiO3B.SiO2→H2SiO3C.SiO2→CaSiO3D.Na2SiO3→SiO27.下列说法中正确的是( )A.SiO2分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的B.盛放NaOH溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞,是因为玻璃中含有SiO2,SiO2能与NaOH溶液反应C.C和Si属于同一主族,所以CO2和SiO2性质相似D.因为SiO2不能与水反应生成酸,所以SiO2不属于酸性氧化物8.(2015年上海高考题改编)下列反应的离子方程式中,不正确的是( )A.二氧化硅和氢氟酸反应:SiO2+4H+===Si4++2H2OB.二氧化硅和氢氧化钾溶液反应:SiO2+2OH-===SiO2-3+H2OC.水玻璃中滴入盐酸:SiO2-3+2H+===H2SiO3↓D.碳酸钡滴加稀硝酸:BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑二.填空题9.如何用所提供的试剂和方法除去各混合物粉末中的杂质(括号内为杂质)?将所选答案的编号填入表中相应的空格内(如果不需补加试剂,则对应答案栏可空着).可供选择的试剂:A.盐酸;B.NaOH溶液;C.O2;D.H2O;E.CO2可供选择的操作:①分液;②加热;③过滤;④结晶10.①X为不溶于水的坚硬固体,Z无固定熔点,是现代建筑中不可缺少的装饰材料;②无色气体A是引起温室效应的主要气体;③B、D均为难溶于水的白色固体;④高纯度的F是制造电脑芯片的一种非金属单质.据此回答下列问题:(1)B的化学式是________,F的名称是______.(2)由X、Y制F的过程中,Y作________(填“氧气”或“还原”)剂.(3)转化①的化学方程式为________________. (4)转化②(A 少量)的离子方程式为________.一.选择题1.下列关于硅和硅的化合物的叙述,不正确的是( )①二氧化硅的晶体结构与金刚石相似,都是立体网状结构 ②硅是地壳中含量最多的非金属元素 ③晶体硅是良好的半导体材料 ④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料 ⑤SiO 2分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的 ⑥SiO 2是酸性氧化物,它可溶于水生成硅酸 A .①②⑥ B .①⑤⑥ C .③④⑤⑥ D .②⑤⑥2.下列说法正确的是( )①二氧化硅熔点很高,可用作耐高温材料,如高温下用石英坩埚熔融氢氧化钠 ②化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无溶剂合成,玛瑙的主要成分是硅酸盐 ③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料 ④碳化硅俗称金刚砂,具有金刚石的结构,硬度大,可作砂轮的磨料 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利于环保、节能 A .①②③ B .②③④ C .③④⑤D .②③⑤ 3.(2014年兰州市第一中学月考试题)下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( )A .在粗硅的制取中发生反应2C +SiO 2=====高温2CO↑+Si,硅被还原,所以碳的还原性大于硅的 B .硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞的试剂瓶中 C .用SiO 2制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后通入CO 2 D .由Na 2CO 3+SiO 2=====高温CO 2↑+Na 2SiO 3可知,硅酸的酸性大于碳酸的 4.下列关于碳和硅的比较,正确的是( )A .它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸B .碳和硅的最高正价都是+4价C .硅元素在地壳中的含量占第二位,碳占第一位D .碳和硅在自然界的存在形式都是既有游离态也有化合态 5.材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是( )A .硅酸盐的种类很多,结构也很复杂,通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成B .硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下,风化为黏土,并且形成土壤胶体C .水玻璃长期暴露在空气中会变质,这是因为水玻璃主要发生了氧化还原反应D .传统无机非金属材料的优缺点:抗腐蚀、耐高温,质脆、经不起冲击 7.下列材料的特性及用途的说法中不正确的是( )A .光导纤维传导光的能力很强,是非常好的通讯材料B .氧化铝陶瓷具有两性,不可以用于制耐高温设备C .氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用来制造轴承D .人造刚玉硬度高,可用来制造刚玉球磨机 8.用石英制取并获得高纯硅的主要化学反应如下:①SiO 2+2C=====高温Si(粗)+2CO↑ ②Si(粗)+2Cl 2=====△SiCl 4 ③SiCl 4+2H 2=====高温Si(纯)+4HCl下列关于上述反应的分析不正确的是( ) A .①③属于置换反应,②属于化合反应 B .高温下焦炭与氢气的还原性均强于硅的C .任一反应中,每消耗或生成28 g 硅,均转移4 mol 电子D .高温下将石英、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅9.下列物品或设备:①水泥路桥,②门窗玻璃,③水晶镜片,④石英钟表,⑤玛瑙手镯,⑥硅太阳能电池,⑦光导纤维,⑧计算机芯片.所用材料为SiO 2或要用到SiO 2的是( )A .⑥⑧B .①②⑦⑧C .①②③④⑤⑦D .全部10.不用任何试剂就可以将①Na 2SiO 3,②Na 2SO 4,③CuCl 2,④KCl ,⑤Ba(NO 3)2,五种溶液鉴别出来的顺序是( ) A .③④⑤①② B .③①⑤②④ C .①③④②⑤D .③②①⑤④ 11.(2015年高考试题广东卷改编)工业上常用SiO 2与C 在高温下发生反应制造粗硅,粗硅中含有SiC,其中Si 和SiC 的物质的量之比为1∶1.下列说法正确的是( )A .SiC 是一种新型无机非金属材料,任何条件下都不可能在空气中燃烧B.制造粗硅时的反应:2SiO2+5C高温,Si+SiC+4CO↑C.Si、SiO2能用NaOH溶液分离D.纯净的SiO2只能用于制造光导纤维12.(双选)有一粗铝,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H2,则该粗铝中铁和硅的关系正确的是( )A.物质的量比为1∶1 B.物质的量比为2∶1C.质量比为4∶1 D.质量比为2∶1二.填空题13.硅单质及其化合物应用范围很广.请回答下列问题.(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅.三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:石英砂――→焦炭高温粗硅――→HCl573 K以上SiHCl3粗SiHCl3纯――→H21 357 K高纯硅①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:_________________________________________________________.②整个制备过程必须严格控制无水无氧.SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式:______________________________________;H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是_____________________________.(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母).A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅14.在电子工业中利用镁制取硅的反应为:2Mg+SiO22MgO+Si,同时会发生副反应:2Mg+SiMg2Si,Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),SiH4在常温下是一种不稳定、易自燃的气体.下图是进行Mg与SiO2反应的实验装置.试回答下列问题:(1)由于O2的存在对该实验有较大影响,实验中应通入X气体作为保护气.试管中的固体药品可选用________(填序号).①石灰石②锌粒③纯碱(2)实验开始时,必须先通入X气体,再加热反应物,其理由是_____________________________.(3)反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸,可观察到闪亮的火星,产生此现象的原因用化学方程式表示为:①____________________________________________________________________________;②__________________________________________________.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.下列关于硅的说法不正确的是()A.硅是非金属元素,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发生反应D.加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应2.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是()A.水玻璃是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀B.在建筑工业上可以作黏合剂、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3.世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说:“中国至少在距今3 000年以前,就已经使用玻璃了.”下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A.制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点C.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起4.歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目,但古瓷中所用颜料成分一直是个谜,近年来科学家才得知大多为硅酸盐,如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2O x,铜的化合价为+2),下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是()A.可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B.性质稳定,不易脱色C.易溶于强酸和强碱D.x等于65.(双选)下列表述正确的是()A.人造刚玉熔点很高,可用作高级耐火材料,主要成分是二氧化硅B.化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无溶剂合成,玛瑙的主要成分是硅酸盐C.三峡大坝的建成使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料D.太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利于环保、节能6.(2015年高考试题全国卷改编)下列说法正确的是()A.陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品B.水晶、玛瑙、石英、石棉的主要成分都是SiO2C.SiO2很稳定,与所有的酸都不反应D.将石棉(CaMg3Si4O12)的化学式改写成氧化物的形式:3(MgO·CaO)·4SiO27.科学家提出:“硅是21世纪的能源,未来的石油.”若硅作为一种普遍使用的新能源被开发利用,下列关于其有利因素的叙述中,错误的是()A.硅便于运输,贮存,从安全角度考虑,硅是最佳燃料B.自然界中存在大量的硅单质C.硅燃烧时放出大量的热量,且燃烧产物对环境污染程度低,容易有效控制D.硅作为能源,可以再生8.图为北京奥运会的奖牌——“金镶玉”牌,使用了昂贵的玉石材料,其化学成分多为含水钙镁硅酸盐,如Ca2Mg5Si8O22(OH)2等.下列说法正确的是()A .Ca 2Mg 5Si 8O 22(OH)2可用氧化物的形式表示为2CaO·5MgO·8SiO 2·H 2OB .从分类的角度看,Ca 2Mg 5Si 8O 22(OH)2为氧化物C .玉石材料性质稳定,耐强酸和强碱的腐蚀D .Ca 2Mg 5Si 8O 22(OH)2易溶于水 二.填空题9.硅是无机非金属材料的主角,硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上.(1)下列物质不属于硅酸盐的是________. A .陶瓷 B .玻璃 C .水泥D .生石灰(2)SiO 2是玻璃的主要成分之一,SiO 2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为________,工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃.(3)用Na 2SiO 3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧,说明Na 2SiO 3可用作________.Na 2SiO 3可通过SiO 2与纯碱混合高温熔融反应制得,高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________.A .普通玻璃坩埚B .石英玻璃坩埚C .氧化铝坩埚D .铁坩埚(4)工业上常利用反应2C +SiO 2=====高温Si +2CO↑制备硅单质,该反应中所含元素化合价升高的物质是__________(填化学式,下同),氧化剂是__________.10.某课外活动小组测得某硅酸盐所含氧化物的质量分数如下表:(1)(2)1 mol 该硅酸盐与足量稀盐酸完全反应,需要HCl________ mol. (3)工业上制普通玻璃的化学方程式为________________.(4)用该硅酸盐制成的坩埚________(填“能”或“不能”)用来熔化NaOH 固体.课程顾问签字: 教学主管签字:本讲参考答案基础演练一.填空题1.A 2.D 3.C 4.D 5.B 6.C 7.D 8.D 9.D 10.D 11.C 12.B 二.填空题 13.(1)稀盐酸(2)饱和NaHCO 3溶液 除去盐酸中挥发出的HCl 气体 (3)Na 2SiO 3溶液 SiO 2-3+CO 2+H 2O===H 2SiO 3(胶体)+CO 2-3 14.(1)HCl Na 2SiO 3 AgNO 3 KOH (2)SiO 2-3+2H +===H 2SiO 3↓ (3)① ③ ② 巩固提高 一.选择题1.B 2.B 3.C 4.D 5.D 6.BD 7.B 8.A 二.填空题9.(1)A ③ (2)B ③ (3)D ③④ (4)A ③ (5)不加试剂 ② (6)D ③ 10.(1)CaCO 3 硅 (2)还原 (3)SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O(4)CO 2+SiO 2-3+H 2O===H 2SiO 3(胶体)+CO 2-3 当堂检测 一.选择题1.D 2.C 3.C 4.B 5.A 6.C 7.B 8.D 9.C 10.B 11.B 12.BC二.填空题13.(1)①SiHCl 3+H 2=====高温Si +3HCl②SiHCl 3+3H 2O===H 2SiO 3↓+H 2↑+3HCl↑ 高温下,H 2遇O 2可能发生爆炸;氧气可能会氧化SiHCl 3 (2)B 、C14. (1)② (2)防止在加热条件下H 2和O 2混合发生爆炸 (3)Mg 2Si +4HCl===2MgCl 2+SiH 4↑ SiH 4+2O 2===SiO 2+2H 2O 家庭作业 一.选择题1.C 2.D 3.B 4.C 5.CD 6.A 7.B 8.A 二.选择题9. (1)D (2)SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O 氢氟酸(3)防火剂 D (4)C SiO 2 10.(1)CaO·Al 2O 3·3SiO 2·3H 2O (2)8(3)SiO 2+Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑、SiO 2+CaCO 3=====高温CaSiO 3+CO 2↑ (4)不能。

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无机非金属材料的主角-硅____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.了解硅酸盐的重要用途及组成。

2.了解硅的重要用途,了解硅单质的物理性质。

3.掌握Na2SiO3的化学性质。

知识点一.硅1.硅的化学性质。

在常温下,硅的化学性质不活泼,不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等反应,但可与氟气、氢氟酸和强碱反应。

①硅和氟气反应:Si+2F2==SiF4。

②硅和氢氟酸反应:Si+4HF==SiF4↑+2H2↑。

③硅和氢氧化钠溶液反应:Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑。

④硅在氧气中加热:Si+O2△SiO2。

2.硅的工业制法。

SiO2+2C Si(粗硅)+2CO↑(注意产物)提纯:Si+2Cl2SiCl4;SiCl4+2H2Si+4HCl↑3.晶体硅的用途。

用来制造半导体器件,制成太阳能电池、芯片和耐酸设备等。

知识点二. 二氧化硅1.物理性质:硬度大、熔点高,难溶于水。

2.化学性质:①酸性氧化物的通性:SiO2是酸性氧化物,是H2SiO3的酸酐,但不溶于水:SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (Na2SiO3是强的粘合剂)②弱氧化性:SiO2+2C Si+2CO↑③特性:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O要点解释:(A)由于玻璃的成分中含有SiO2,故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。

(B)未进行磨砂处理的玻璃,在常温下是不易被强碱腐蚀的,故盛放碱液可以用玻璃瓶(不能用玻璃塞)。

(C)因为氢氟酸腐蚀玻璃,与玻璃中的SiO2反应,所以氢氟酸既不能用玻璃塞、也不能用玻璃瓶保存,而应保存在塑料瓶或铅皿中。

3.用途:①SiO2是制造光导纤维的主要原料。

②石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。

③水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。

④石英砂常用作制玻璃和建筑材料。

4.SiO2与CO2化学性质的比较OCaSiO+2C知识点三.硅酸(H4SiO4、H2SiO3)1.不稳定性:H2SiO3△SiO2 +H2O2.极弱酸性:不能使酸碱指示剂变色:H 2SiO 3+2NaOH=Na 2SiO 3+2H 2O 制备:Na 2SiO 3+CO 2+H 2O=H 4SiO 4↓(白色胶状)+Na 2CO 3或Na 2SiO 3+2HCl==H 2SiO 3↓+2NaCl , H 4SiO 4=H 2SiO 3+H 2O(不稳定、易分解)知识点四. 硅酸盐1.常用的硅酸盐是Na 2SiO 3,俗称“泡花碱”,易溶于水,其水溶液称为水玻璃,是一种矿物胶,密封保存。

可用作肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂。

2.硅酸盐改写为氧化物形式(顺序为:较活泼金属氧化物·金属氧化物·二氧化硅·水) 如高岭石Al 2(Si 2O 5)(OH)4改写为: Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O 再如:钾长石KAlSi 3O 8不能写成12K 2O ·12Al 2O 3·3SiO 2,应写成K 2O ·Al 2O 3·6SiO 2。

3.无机非金属材料。

①传统无机非金属材料:陶瓷、玻璃、水泥。

水泥的主要成分:3CaO·SiO 2、2CaO·SiO 2、3CaO·Al 2O 3 普通玻璃的主要成分:Na 2SiO 3、CaSiO 3、SiO 2②新型无机非金属材料:高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。

类型一:硅例1.下列关于硅的说法不正确的是( )A .硅是非金属,但它的单质是灰黑色且有金属光泽的固体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 .当加热到一定温度时,硅能与氧气等非金属反应解析:硅是一种具有金属光泽的灰黑色固体,A 正确;硅是良好的半导体材料,B 正确;硅在常温下可与氟气、强碱溶液反应,C错误;在加热时,硅与氧气、氯气等反应,D正确。

答案: C类型二:硅的化合物例2.在一定条件下,下列物质不能与二氧化硅反应的是()①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤浓硝酸⑥烧碱溶液⑦氧化钙⑧氮气A.③⑤⑦⑧B.⑤⑦⑧C.⑤⑧D.⑤解析:SiO2作为酸性氧化物,可与强碱和碱性氧化物反应,在常温下SiO2可与氢氟酸反应,在加热时SiO2可被焦炭还原,可与碳酸钙、纯碱反应。

答案: C例3.用4种溶液进行实验,下表中“操作及现象与溶液”对应关系错误的是()解析: A项,Na2SiO3溶液中通入CO2发生反应:Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3(胶体),继续通CO2至过量,硅酸胶体不溶解。

B项,NaAlO2溶液通入CO2,生成不溶于水的Al(OH)3,Al(OH)3不溶于H2CO3,浑浊不消失。

C项,Ca(ClO)2溶液通CO2生成CaCO3沉淀和HClO,品红溶液遇HClO 褪色;D项,Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2+2NaOH==CaCO3↓+Na2CO3+2H2O。

答案: B例4.如右图所示,A、B、C、D分别代表有关反应中的一种化合物,其中物质A是一种高熔点化合物,不溶于硫酸、硝酸,却溶于氢氟酸。

请填写以下空白。

(1)A、B、C、D的化学式分别是________、________、________、________。

(2)A→B的化学方程式是____________。

(3)C→D的离子方程式是____________。

解析:本题主要考查SiO2的特性。

其突破口应从“A是一种高熔点的化合物,不溶于H2SO4、HNO3,却溶于氢氟酸”推断出A为SiO2,然后依此推出B为CO、C为CO2、D为H2SiO3。

答案:(1)SiO2CO CO2H2SiO3(2)SiO2+2C高温Si+2CO↑(3)SiO32―+CO2+H2O==H2SiO3+CO32-基础演练一.填空题1.下列说法不正确的是( )A.因SiO2不溶于水,故SiO2不是酸性氧化物B.在反应SiO2+2C Si+2CO↑中SiO2作氧化剂C.SiO2是一种空间立体网状结构的晶体,熔点高、硬度大D.氢氟酸能够刻蚀玻璃,故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸2.(2014年北京第二十中学月考试题)能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是( ) A.CO2溶于水生成碳酸,SiO2不溶于水也不能与水直接反应生成硅酸B.在高温条件下,SiO2和Na2CO3能发生反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑C.SiO2的熔点比CO2高D.CO2通入Na2SiO3稀溶液中,生成白色胶状沉淀,所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶3.由下列实验事实得出的结论正确的是( )A.由SiO2不能与水反应生成H2SiO3,可知SiO2不是H2SiO3的酸酐B.由SiO2+2C Si+2CO↑,可知碳的非金属性大于硅C.CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀,可知酸性H2CO3>H2SiO3D.SiO2可与NaOH溶液反应,也可与氢氟酸反应,可知SiO2为两性氧化物4.证明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正确方法是( )A.加入过量的盐酸,观察是否有气泡冒出B.加入过量的烧碱溶液,观察是否有固体溶解C.加热至高温,观察是否有气泡冒出,是否有硅酸钙生成D.先加过量的盐酸搅拌,观察是否有不溶物剩余及气泡出现;若有不溶物则滤出,投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解5.将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液;②Na2SiO3溶液;③NaAlO2溶液;④饱和Na2CO3溶液;⑤Ca(OH)2溶液。

最终溶液中有白色沉淀析出的是( )A.①②③④⑤B.②③④C.②④⑤ D.①②④6.下表各组物质中,满足下图物质一步转化关系的选项是( )7.(2014年聊城市第一中学月考试题)关于工业制金刚砂的反应:SiO2+3C SiC+2CO↑,下列说法正确的是( )A.SiO2是氧化剂,C为还原剂B.碳的还原性比硅强C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1D.1 mol SiO2参与反应时,转移4 mol电子8.下列关于SiO2性质的说法错误的是( )A.与强碱反应:SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,盛放碱性药品的试剂瓶不能用玻璃塞B.与氢氟酸反应:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,可用来雕刻玻璃C.高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaO CaSiO3,可用来做石英坩埚D.与水反应:SiO2+H2O===H2SiO3,具有酸性氧化物的通性9.下列应用与二氧化硅的性质无关的是( )A.氢氟酸不能用玻璃瓶盛装B.实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞C.可用来做石英钟、石英表,耐高温的石英玻璃D.硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体10.试管中加入3~5 mL Na2SiO3饱和溶液,滴入2~3滴酚酞试液,再用胶头滴管逐滴滴入稀盐酸,边滴边振荡,至红色变浅并接近消失停止,下列解释错误的是( )A .发生的反应为Na 2SiO 3+2HCl===H 2SiO 3↓+2NaClB .滴加酚酞呈红色,说明硅酸钠溶液呈碱性C .盐酸的酸性比硅酸强D .盐酸的酸性比硅酸弱 11.下列说法正确的是( )A .SiO 2是酸性氧化物,它可以与强碱反应,但不能与所有的酸反应B .根据反应SiO 2+CaCO 3=====高温CaSiO 3+CO 2↑,可推知硅酸的酸性比碳酸的强 C .CO 2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 D .CO 2与SiO 2均可溶于水生成相应的酸 12.下列关于二氧化硅的说法正确的是( )A .工业上用二氧化硅制取单质硅时,理论上1 mol C 能置换出1 mol SiB .二氧化硅具有酸性氧化物的通性C .二氧化硅能与碱反应,不能与任何酸反应D .由于硅酸比碳酸的酸性弱,故二氧化硅不能与碳酸钠反应 二.填空题13.某学生设计了如下图所示的装置,一次实验即可达到比较HCl 、H 2CO 3、H 2SiO 3酸性强弱的目的(不必选其他酸性物质)。

请据此回答:(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液,分液漏斗所盛试剂为________。

(2)装置B 所盛试剂是________,其作用是_________________。

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