二氧化硅和硅酸导学案

《第4章第1节无机非金属材料的主角硅》（第1课时）

刘义

【学习目标】

1、记住硅元素的原子结构特点和存在形式。

２、记住SiO2的存在形态，掌握其化学性质。

３、记住硅酸的组成和性质，了解硅胶的形成和用途。

【重点难点】

1、二氧化硅和硅酸的性质

2、二氧化硅结构的理解

【学习过程】

一、预习自学，探究问题

阅读教材P74-76思考：

[碳和硅在自然界中的存在形式]

项目原子结构示意

图

原子结构的特点

自然界中的

存在形态

碳

硅

小结：（1）两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形

成共价（四价）化合物。（2）硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的。

二、完成学案，提出问题：

预习课本内容，完成《资源与学案》P60的学案

三、合作探究

1、二氧化硅（SiO

2

）

（1）存在:地球上存在的天然二氧化硅约占地壳总质量的；其存在形态有

和两大类，统称。

（2）结构（代表硅原子；代表氧原子）：(a)SiO

2

晶体

的基本结构单元呈形，每个Si原子周围结合个O，

每个O原子跟个Si相结合，Si与O原子按的比例组

成的晶体。(b)石英晶体是结晶

的，石英中无色透明的晶体叫，具有彩色环

带状或层状的称为，沙子中含有小粒的晶体。

（3）用途：(a)以SiO

2

为主要成分的沙子仍然是基本的材料。(b) 是现代光学和光纤制品的基本原料（可制作实验室使用的石英坩埚、信息高速公路的骨架

——石英光导纤维等）。(c) 和制作饰物和工艺品。

(4）物理性质：SiO

2

溶于水，熔点，硬度。

(5)化学性质

(a)不活泼性：常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之反应的酸，化学方程

式：。玻璃中含SiO

2

，所以可以用来雕刻玻

璃，氢氟酸必须用瓶盛装。

(b)具有性氧化物的通性：对比CO

2的性质填写SiO

2

的一些重要性质

二氧化碳二氧化硅化学式

物理性质

化学性质

与水反应

与NaOH反

应

与CaO反应

特性不研究

小结：SiO

2

是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。SiO

2

不能与水反应生成相应

酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。特性是可与氢氟酸反应生成四氟化硅和水。

SiO

2

+ HF =

讨论：盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因：

。

(c)弱氧化性：

2C+SiO

2

〓 Si + 2CO↑

理解：SiO

2

的这些性质是由它的结构决定的。

二、硅酸

实验操作实验现象结论

滴加酚酞试液后溶液呈

色,滴加稀盐酸后溶液变为无

色,有

生成。

记忆：Na

2SiO

3

的水溶液俗称水

玻璃。

Na

2

SiO

3

溶液呈性，反应生成了硅酸凝胶（难溶于水）。化学方程式：

Na

2

SiO

3

+2HCl=H

2

SiO

3

↓+2NaCl

四、总结反刍

1、硅酸的性质

(1)是一种很弱的酸,酸性:H

2SiO

3

(填“﹥”“﹤”)H

2

CO

3

。

（2）根据强酸制备弱酸的原理，设计实验证明盐酸、碳酸和硅酸的酸性强弱？方案：

(3)不稳定（比H

2CO

3

稳定）受热易分解为二氧化硅和水：。

(4)硅酸在水中的溶解度。

2、硅酸的制备

高温

（1）因SiO

2不溶于水也不与水反应，所以不能直接用SiO

2

与水反应制备硅酸。

（2）硅酸可通过制得，所生成的H

2SiO

3

易聚合形成胶体溶液—

—硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成；硅酸凝胶干燥脱水——硅酸干凝胶，又称为，吸附水分能力强，常用作，也用作的载体。

Na

2SiO

3

溶液与盐酸和反应的化学方程式：；

Na

2SiO

3

溶液与CO

2

反应的化学方程式：；

五、检测落实

1.下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是 ( )

A.烧碱溶液

B.浓硫酸

C.氢氟酸

D.碳酸纳溶液

2.要除去SiO

2

中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是（）

A.纯碱溶液

B.盐酸

C.硫酸

D.苛性钠溶液

3.下列物质中,主要成分不是SiO

2

的是（）

A.金刚砂

B.玛瑙

C.水晶

D.石英

4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）

A.CO

2溶于水形成碳酸，SiO

2

难溶于水。

B.CO

2

通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀

C.SiO

2常温下是固体，CO

2

常温下是气体

D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀

5.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）

A.CO

2→H

2

CO

3

B.SiO

2

→Na

2

SiO

3

C.Na

2

O

2

→Na

2

CO

3

D.SiO

2

→H

2

SiO

3

6.A是一种天然透明晶体，B是一种常见的无色无味的气体，可使澄清石灰水变浑浊。

A虽不能溶于强酸，但却能溶于氢氟酸，并生成气体C，A和烧碱溶液反应生成D的水溶液，当气体B通入D的水溶液中，能生成白色胶状沉淀E，E加热后重新生成A。

（1）写出化学式A 、B 、C 、D 、E 。

（2）写出有关反应的化学方程式。

7．科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中错误的是（）

A．自然界硅的贮量丰富

B．自然界中存在大量的单质硅

C．高纯度的硅被用于制作计算机芯片

D．光导纤维的主要成分是Si

8．下列说法正确的是（）

A．二氧化硅溶于水显酸性

B．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可得硅酸

C．已知高温时有所以硅酸的酸性比碳酸强

D．因为二氧化硅属于酸性氧化物，所以不溶于任何酸

9．能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是（）。