二氧化硅和硅酸学案设计

第四章非金属及其化合物

第一节无机非金属材料的主角——硅

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:

①与生石灰反应的化学方程式:。

②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

6.用途

二、硅酸

1.硅酸的性质:硅酸在水中的溶解度,酸性H2CO3。

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+CO2↑

B.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SiO2+2OH-Si O32-+H2O

D.将二氧化碳通入过量的澄清石灰水中CO2+Ca2++2OH-CaCO3↓+H2O

6.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1∶1

B.物质的量之比为2∶1

C.质量比为4∶1

D.质量比为2∶1

7.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:①氢氟酸;②浓硫酸;③烧碱溶液;④Na2CO3固体;⑤氧化钙;⑥浓硝酸,其中在一定条件下能与SiO2反应的有()

A.①②⑥

B.全部

C.②③⑥

D.①③④⑤

9.由石英制取硅胶,经历以下三步,试写出前两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 ◝

2

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◝

4

◞

○+14◝2

◞

◝

8

◞

◝

4

◞

游离态和化合态氧化物硅酸盐亲氧

一、1.1∶2立体网

2.12%结晶形无定形硅石

3.难高大

4.(1)SiO2+4HF SiF4↑+2H2O不能(2)酸①SiO2+CaO CaSiO3

②SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O SiO2与NaOH反应生成的Na2SiO3有黏性,使玻璃塞打不开

5.

CO2+H2O H2CO3

SiO2+4HF SiF4↑+2H2O

SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O CO2+2NaOH Na2CO3+H2O

SiO2+CaO CaSiO3CO2+CaO CaCO3

SiO2+2C Si+2CO↑CO2+C2CO

6.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+2HCl H2SiO3(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:C

2.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