2012高中化学-4.1无机非金属元素的主角—硅学案-新人教必修1.doc

第四章第一节 硅
课前预习学案
一、预习目标
预习：学生通过填写学案初步了解本节要学习的内容。并学会学习本节课的方法。
二、预习内容
【知识要点】一：硅
１：物理性质　　硅是良好的　　　　　材料
２：化学性质　　（硅最外层　　个电子，故化学稳定性很　　．）
　　（１）与强碱NaOH反应　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（２）与氢氟酸反应　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（３）加热和高温下，与一些非金属反应
　　　Si+O2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Si+Ｆ2　　　　　　　　　　　　　　　　　　
３：硅的制备

　　（1）将石英砂（SiO2）和焦碳在电炉中高温反应生成粗硅和一氧化碳，化学方程式为：

（2）粗硅转变为纯硅：Si(粗)+2Cl2 　　　　
（３）SiCl4+2H2 　　　　　　　　　　　　　　
4、硅的用途　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【知识要点】二：二氧化硅 　　（Si与O按 的比例组成的 状原子晶体。）
１：物理性质　　SiO2 溶于水，熔点 硬度 。
２：化学性质　（化学稳定性很　　，与水不反应。）
　　（１）与氢氟酸反应　　　　　　　　　　　　　（雕刻玻璃）　　【与其它酸不反应】
★氢氟酸如何盛装？★
（２）具有 性氧化物的通性：
　　　 　①与生石灰反应：
②与烧碱溶液反应： 　　　　　　　　　　　
★盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞★原因　　　　　　　　　　　　　
３：用途　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【知识要点】三：硅酸
1：硅酸的性质
硅酸在水中的溶解度 ，酸性 H2CO3。
2：硅酸的制备
可溶性硅酸盐＋酸：如Na2SiO3+HCl=　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　Na2SiO3+CO2+H2O=　　　　　　　　　　　　
★ 用二氧化硅和水行吗？★
３：用途：“硅胶”干燥剂，催化剂载体等
【知识要点】四：硅酸盐　　　（大多　　溶于水，化学性质稳定。）
１：硅酸钠　　溶于水，俗称　　　和　　　　。用于制备硅酸和作　　　和　　　　。
２：硅酸盐组成的表示：（二氧化硅和氧化物的组合）　　
【氧化物的书写顺序】活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水
　　如：Na2SiO3表示为　　　　　　　　　　长石：　　　　　　　　　　　　
３：用途：（陶瓷，玻璃，水泥等）　　　　　　　　　　　　　　　　　　
４：制取水泥、玻璃的原料及反应

课内探究学案
一、学习目标
1.认识硅及其重要化合物的性质和用途。
2.记住硅和二氧化硅的晶体结构以及重要化学性质。
3.能说出水泥、玻璃的主要成分和简单生产原理。
学习重难点：二氧化硅及硅酸盐的化学性质。
二、学习过程
[导课]问题：
1、结合元素周期表回答：非金属元素种类？在周期表中的位置?
2、地壳中氧和硅的含量？
3、影响大气质量的气态氧化物主要有哪些？
硅在地壳中的含量仅次于 ，为 ，硅的 和
构成了地壳中大部分的 、 和 。
约占地壳质量的 以上。硅在元素周期表第 族，原子结
构示意图为 。在化学反应中原子既不易 又不易
电子，主要形成 化合物。
碳和硅的比较

碳
硅
原子结构示意图

主要化合价

一：二氧化硅和硅酸
硅是一种 元素，主要以 及 形式存在。
1：二氧化硅
(1)：SiO2是硅最重要的 ，天然二氧化硅称为 ，约占地壳的 ，存在状态有 和 。
二氧化硅的结构（代表硅原子；代表氧原子）
(2)：SiO2是原子晶体。1个Si原子与周围的4个O原子形成4个共价键，每1个O原子与两个Si原子相结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1：2的比率所组成的立体网状原子晶体，我们通常用“SiO2”的式子表示二氧化硅的组成。
(3)：石英晶体是结晶的 ，具有不同的 和 。
石英中无色透明的晶体叫 ，具有彩色环带状或层状的称 。SiO2是原子晶体，是网状结构。
二氧化硅可用来做光导纤维；石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。
(4) SiO2的物理性质是是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。
氧化硅能与 成相应的盐和水，是一种 氧化物，它不能溶于水得到相应的酸——硅酸。
酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与 发生反应，这也是工业上用 雕刻玻璃的反应原理。
二氧化硅的主要化学性质：
不溶于水的 性氧化物，能与 反应
1、酸性氧化物
SiO2+2NaOH=
SiO2+CaO===
2、特殊性：SiO2＋ HF＝
［思考］已知玻璃中含有SiO2，而硅酸钠又是一种粘合剂，回答为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？
2：硅酸
(1)：硅酸是一种比碳酸还要 的酸，溶解度 ，硅酸是通过可溶性
与其他酸反应制得，Na2SiO3＋H2SO4— 。生成的H2SiO3形成

(2)：硅胶 ，吸附 能力强。常用作实验室、 、
的 。也可做 。
(3)：实睑4—1
实验
现象
化学方程式
在滴入酚酞的饱和硅酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸

［演示实验］取两根一样的干燥布条(其中一根在硅酸钠溶液中浸过)在火焰上燃烧。
实验
现象
点燃晾干蒸馏水的布条

点燃晾干的硅酸钠布条

两根布条燃烧的情况一样吗？现象有何不同？
二：硅酸盐
1：硅酸盐是由硅、氧和 组成的 的总称。一般不溶于 ，稳定性 。
2：常用的硅酸盐是 ，其水溶液称为 ，可用作 、
及 。
3：硅酸盐岩石长期在 的侵蚀下，风化为 ，形成的 一般带 电，能吸收 、 等营养离子而保证了 。
4：硅酸盐主要产品 、 、 。
5：SiC(俗称金刚砂)，具有 的结构， 很大，可用作 、
的磨料，
［例题］Na2SiO3可以写成Na2O · SiO2
［练习］如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐
高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 以氧化物形式表示为（ ）
钠长石：NaAlSi3Oa a为（ ），若以氧化物形式表示为（ ）
［阅读］新型陶瓷：结构陶瓷、超导陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷。
三：硅单质
1：硅单质有 和 两种。晶体硅的结构类似
是带有 的 固体。 、 、
常温下化学性质 。
2：硅在元素周期表中处于 与 的 ，是一种 ，是良好的 材料。
3：20世纪中叶开始，硅成了信息技术的 ，半导体晶体管及芯片的出现，
促成了 的革命。
4：利用高纯硅的半导体性能，可以制成 ，将光能转换为 。
光电池可作 、 、 、
。等动力。

(四)当堂检测
1.熔融烧碱应选用的器皿是
A.石英坩埚　 B.生铁坩埚　　C.普通玻璃坩埚　　 D.陶瓷坩埚
2.下列说法正确的是
A.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在
B.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸
C.二氧化硅溶于水显酸性
D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
3.下列物质中属于纯净物的是
A.Na2CO3·10H2O　 B.水泥　　　　C.纯净的盐酸　　　D.普通玻璃
4.下列叙述正确的是
A.酸均不能与酸性氧化物反应
B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸
C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同
D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同
5.矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。此处的风化作用是说矿物与H2O和CO2同时作用的过程。例如钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土［Al2Si2O5(OH)4］，此反应的离子方程式是：2KASi3O8+11H2O+2CO2＝2K++2HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4这个反应能发生的原因是 。Al2Si2O5(OH)4改写成氧化物的形式为________________。

课后练习与提高
1．下列物质中主要成分不是二氧化硅的是 （ ）
A．硅胶 B．水晶 　 C．玛瑙 　 D．硅石
2．下列不属于传统硅酸盐产品的是 （ ）
A．玻璃 B．水泥 C．光导纤维 D．陶瓷

3．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中 （ ）
A．具有玻璃塞的细口瓶 B．具有玻璃塞的广口瓶
C．带滴管的滴瓶 D．具有橡胶塞的细口瓶
4．可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是 （ ）
A．二氧化硅 B．粗硅 C．高纯硅 D．硅酸盐
5．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是 （ 　）
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
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
6．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是 （ ）
A．CO2→H2CO3 B．SiO2→Na2SiO3
C．Na2O2→Na2CO3 D．SiO2→H2SiO3
7．在SiO2+3CSiC+2CO↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为 （ ）
A．36∶30 B．60∶36 C．2∶1 D．1∶2
8．用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：
（1）计算机芯片的主要成分是 ；
（2）光导纤维的主要成分是 ：
（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ；
（4）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为 的化合物 ；

7
用心 爱心 专心