第一节无机非金属材料的主角（学案）.doc

第一节 无机非金属材料的主角——硅学案
【目标要求】
认识硅的性质和用途；了解二氧化硅和硅酸盐的性质；通过碳和硅、二氧化碳和二氧化硅性质的对比，学会运用对比的方法认识物质的共性和个性；知道生活中的二氧化硅制品和硅酸盐制品。
【学习重点】二氧化硅的性质。
【学习难点】硅酸胶体的制备
【课时安排】2课时。
【学法指导】自主学习、归纳对比、实验探究
【学习过程】
第一学时
【自学思疑】
地壳中含量最多的元素是 ____,其次是_______，它们构成了地壳的基本骨架。空气中含量最多的元素是_____,其次是______，它们是地球生命的重要基础元素之一。人类活动所产生的影响大气质量的气态物质SO2、CO、NO2等属于_____类别。
C、Si的原子结构示意图：C： Si： 。 Si原子最外层有 个电子,既不易 电子,也不易 电子,所以,硅的化学性质不活泼。主要形成 价的化合物。碳是构成_______的主要元素，而硅是构成_______与许多_______的基本元素
一、二氧化硅（SiO2）和硅酸
硅是一种亲氧元素。在自然界中它总是与氧相互化合，没游离态的硅。硅以化合态存在于自然界，例如：硅的氧化物和硅酸盐等，
1. 二氧化硅
（1）存在和俗名
天然的二氧化硅统称_______，分结晶形和无定形两大类。_______晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩。石英中_______的晶体就是通常所说的水晶，具有_______状或_______的称为玛瑙。砂子中含有小粒的石英晶体。硅藻土是无定形的二氧化硅。
（2）物理性质:
坚硬难_____的固体，_____溶于水。熔沸点_____。
（3）SiO2化学性质
A、酸性氧化物的通性：
与水的反应：不溶于水不能跟水反应 。
与碱性氧化物反应生成盐：SiO2＋ CaO 高温 。
与强碱反应生成盐和水：SiO2 ＋ NaOH = 。
［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胶塞或软木塞而不用玻璃塞？
。
B、特性
与HF的反应：（与其它酸不反应）SiO2 ＋ HF = 。
（此反应常用于雕刻玻璃）
［思考］已知玻璃中含有SiO2，盛放HF溶液可以用玻璃瓶吗？ 。
C、弱氧化性：SiO2 + 2C 高温 Si + 2CO↑
（4）空间结构
SiO2晶形是由Si和O按______的比例所组成的立体网状结构的晶体。用SiO2来表示二氧化硅的组成,表示Si与O的原子个数比,不是分子式是化学式
（5）用途
以SiO2为主要成分的沙子是基本的建筑材料；纯净的SiO2是______及______的基本原料，用石英、玛瑙制作______和______。
2、硅酸（H2SiO3)
H2SiO3是SiO2的对应水化物（ SiO2 是H2SiO3的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。不能使指示剂变色
（1）制法——可溶性硅酸盐与酸反应：
现象：在Na2SiO3溶液中滴入酚酞后溶液变为红色，再逐滴加入稀盐酸，溶液红色变浅并接近消失时，有白色透明的硅酸凝胶产生
结论：a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶
化学方程式： Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3（胶体）+Na2CO3
注意事项：控制好溶液的酸碱度，加酸量不宜过多，不可滴加至溶液呈无色，否则观察不到凝胶，只能观察到硅酸沉淀。
Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓ （强酸制弱酸原理）
（SiO32- + 2H+ == H2SiO3↓）
Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓（强酸制弱酸原理）
（SiO32- + H2O + CO2== CO32- + H2SiO3↓）
用H2CO3可制得H2SiO3 ，可证明H2SiO3 的酸性比H2CO3弱。
酸性强弱：HCl> H2CO3> H2SiO3
（2）化学性质
H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O
H2SiO3 加热 H2O + SiO2
硅胶常用作______ 和______ 、______ 等的干燥剂，也可用作催化剂的载体。
【探究提升】
问题一：CO2通常以分子的形式存在于大气中，SiO2是构成地壳的主要成分，二者虽然都属于酸性氧化物，但在结构和性质上却存在很大的差别，CO2和SiO2在结构和性质上有那些相同点和不同点？

问题二：实验室常根据化学试剂的不同性质而选择不同的保存方式，实验室保存碱液的试剂瓶用什么塞子？盛放HF溶液可以用玻璃瓶吗？

问题三：硅胶是硅酸凝胶经干燥脱水后得到的硅酸干凝胶，吸附水分的能力强，常用作干燥剂和催化剂的载体。硅酸的性质如何？如何制取硅胶？
【归纳小结】

【达标训练】（每小题有1—2个正确答案）
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．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
3．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
4．构成地壳基本骨架的非金属元素的是 （ ）
A．Al B．O C． Si D．C
5．二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是 （ ）
A．浓盐酸 B．硫酸 C．硝酸 D．氢氟酸
6．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
7．二氧化硅属于酸性氧化物，理由是 （ ）
A．Si是非金属元素 B．SiO2对应的水化物是可溶性弱酸
C．SiO2与强碱反应生成盐和水 D．SiO2不能与酸反应
8．下列物质中，能够与NaOH溶液反应的是 （ ）
A．碳酸钠 B．硅酸钠 C．二氧化硅 D．氢氧化铝
9．某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是 （ ）
A． Ag+、Al3+、K+ B． SiO32-、AlO2-、K+
C． Ag+、Cu2+、Na+ D．Ag+、Ba2+、 Na+
10．下列离子方程式，正确的是 （ ）
A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH- +CO2 ===CaCO3↓+H2O
B．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32- +SiO2==SiO32- +CO2↑
C．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH- === SiO32-+H2O↑
D．硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3 +2OH- === SiO32-+2H2O
11．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

达标训练参考答案
1．A 2．D 3．C 4．BC 5．D 6 .B 7. C 8. CD 9. AB 10. CD 11. D