第一节 无机非金属材料的主角—硅导学案

第一节 无机非金属材料的主角—硅导学案

【学习目标】

1．掌握硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质并了解其用途； 2．了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用。 【问题模块】 一、二氧化硅（SiO 2）

问题1：阅读课本P74-75页试画出由天然二氧化硅也称为硅石开始分类的树状分布图。

（一） SiO 2的物理性质

问题2：根据你的生活经验请分析以下问题：二氧化硅具有哪些物理性质？

这些性质是由 决定的。

问题3：请通过科学视野部分内容分析一下二氧化硅的结构有什么特点？

二氧化硅晶体中每1个Si 原子周围结合 个O 原子， 在中心, 在四个顶角。 同时每1个O 原子与 个Si 原子相结合。二氧化硅晶体是以硅原子与氧原子个数比为 组成的 结构的晶体,因此通常用SiO 2来表示二氧化硅的组成。 （二） SiO 2的化学性质

问题4：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？（Na 2SiO 3 有粘性）

初步结论：二氧化硅也是一种 （酸性或碱性）氧化物

问题5：二氧化碳具有哪些重要的性质呢？由CO

的性质推测SiO 可能具有哪些重要的性质？

小结：SiO 2是一种酸性氧化物，与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。

考考你：实验室现提供下列试剂瓶, ①细口磨口塞玻璃瓶②广口瓶③细口橡皮塞玻璃瓶④棕色广口瓶

⑤细口塑料瓶，如果你是实验室管理员,你将如何存放下列药品?你的依据是什么?

a.二氧化硅_______

b.氢氧化钠溶液____

c.硝酸银晶体___

d.氢氟酸___

e.浓硫酸__

问题与探究：①、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ ②、有人认为SiO 2既能和碱反应又能和酸反应，它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗？ 思考与探究：实验4—1：向约1ml 的饱和Na 溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸

思考讨论下列问题：

（1）硅酸与盐酸比较，谁的酸性强？你是根据什么现象判断出来的？[提示：酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸（强酸制弱酸）]。

问题7：结合实验4—1，阅读教材P76最后一自然段，归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。 制备方法： 用途： 问题8：：如何以SiO 2为原料制备硅酸？写出化学方程式。

二.硅酸盐

问题1：什么叫硅酸盐？他与常见的盐(如NaCl)有什么区别？

1、硅酸钠 分析实验4-2

问题2：列举硅酸钠的俗称、用途。还有哪些有特殊功能的含硅材料 ？

硅酸盐矿石长期风化会成为粘土（化学成分主要是：Al 2Si 2O 5(OH)4），并且生成土壤胶体。土壤胶体一般带 电荷，能吸附土壤中的铵根离子及钾离子，具有保肥能力。 问题4：硅酸盐一般如何表示？如硅酸钙、石棉(CaMg 3Si 4O 12 )，总结表示硅酸盐的一般规律。 三、硅单质

问题5：阅读课本P79的第一、二自然段，总结出硅的存在形态、结构特点、物质性质等方面的内容。

问题6：硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素主要存在于什么物质里？硅有几种同素异形体？分别是什么？

问题7：根据以下材料，写出表示硅单质的化学性质的相关化学方程式？

常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硝酸、硫酸等起反应。加热时，能跟一些非金属反应，如它也能和氧气反应生成二氧化硅。

问题8：总结硅的各种用途：

【当堂检测】

一、选择题

1．下列物质中，不含有硅酸盐的是()

A．水玻璃B．硅芯片C．黏土D．普通水泥

2．下列说法正确的是()

①二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

②根据反应SiO2＋CaCO3=CaSiO3＋CO2↑可推知硅酸酸性比碳酸强

③二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸

④二氧化硅常被用来制造光导纤维

A．①②B．②③C．③④D．①④

3．玻璃上的精美的花纹图案，该刻蚀过程中发生的主要化学反应为()

A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑B．NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑

C．Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑D．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O

4．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硝酸⑥氢氧化钠⑦硝酸钙

A．③⑤⑦B．⑤⑦C．③⑤D．⑤

5．下列四种物质中，不能与水发生反应，但能与碱发生反应的是()

A．Cl2B．CO2C．NO D．SiO2

6．下列反应不能一步完成的是()

A．SiO2→Na2SiO3B．SiO2→H2SiO3C．Na2CO3→Na2SiO3D．H2SiO3→SiO2

7．下列表述正确的是()

①普通玻璃与钢化玻璃成分不同，所以性能不同，用途不同

②光导纤维导电能力很强，是非常好的通讯材料

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氧化钴加入到普通玻璃中可制成红色玻璃

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．①②③B．②④C．③④⑤D．③⑤

8．下列说法正确的是()

A．我国自主研发的“龙芯1号”CPU芯片与光导纤维是同种材料

B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品

C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D．粗硅制备单晶硅涉及氧化还原反应

9．北京2008年奥运金牌“金镶玉”环形玉璧由昆仑玉制成，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为()

A．CaO·MgO·SiO2·H2O B．2CaO·5MgO·8SiO2·H2O

C．2CaO·MgO·SiO2·2H2O D．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O 10

11．下列溶液中

①氢氟酸②NaCl③KNO3④石灰水⑤CuSO4⑥NaOH⑦Na2CO3⑧NaHSO4

A．①④⑥⑦B．①③⑤⑧C．②③④⑦D．①④⑥⑧

12．能证明碳酸比硅酸的酸性强的实验事实是()

A．H2CO3不如H2SiO3稳定B．高温下能发生反应：Na2CO3＋SiO2===Na2SiO3＋CO2↑C．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水D．CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成13．下列离子方程式的书写正确的是()

A．水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO2－3＋H2SiO3↓

B．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO－3

C．二氧化硅溶于氢氟酸溶液中：SiO2＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2O

D．二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O

14．下列有关硅及其化合物的说法正确的是()

A．晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料

B．常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在

C

．SiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸

D．除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸

15．能实现下列物质间直接转化的元素是()

单质→氧化物→酸或碱→盐

A．硅B．硫C．铜D．铁

二、非选择题

16．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)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2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。

(2)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na2SiO3的用途可作________的原料。

(3)工业上常用2C＋SiO2=====

高温

Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中有元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。

17．如图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质，其余物质也都是含B 元素的化合物。C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为B的氧化物(其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)，请填写空白：

(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。

(2)A和B的互相转化在工业上有什么实际意义？__________。

(3)写出D→C反应的化学方程式：__________________________。

(4)写出E→D反应的化学方程式：__________________________。