2018高中化学第四章非金属及其化合物4.1.1二氧化硅和硅酸课件新人教版必修.pptx

第1课时二氧化硅和硅酸,知识铺垫,新知预习,自主测试,1.碳、硅的核电荷数分别是6和14,其原子结构示意图分别为_、_。2.CO2是一种酸性氧化物,它和足量NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。3.地壳中含量最多的两种元素是O、Si,二者形成的化合物为SiO2,对应的酸为H2SiO3。,知识铺垫,新知预习,自主测试,一、二氧化硅1.存在存在形态有结晶形和无定形两大类,水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。2.物理性质,知识铺垫,新知预习,自主测试,3.化学性质,知识铺垫,新知预习,自主测试,4.用途(1)以SiO2为主要成分的沙子是基本的建筑材料。(2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料,可以制作光导纤维。(3)用石英和玛瑙制作饰物和工艺品。,知识铺垫,新知预习,自主测试,二、硅酸1.物理性质硅酸是一种不溶于水的白色胶状物。2.化学性质(1)弱酸性。向Na2SiO3溶液中通入CO2,反应的化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3(胶体)+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3(胶体)+2NaHCO3。结论:H2SiO3酸性比H2CO3酸性弱。(2)不稳定性。H2SiO3受热易分解,化学方程式为H2SiO3SiO2+H2O。,知识铺垫,新知预习,自主测试,3.制备,知识铺垫,新知预习,自主测试,4.存在及用途浓度小时形成硅酸溶胶,浓度大时形成硅酸凝胶,其中,硅酸凝胶干燥脱水得到硅酸干凝胶,称为“硅胶”,具有强的吸水性,常用作干燥剂或催化剂的载体。,知识铺垫,新知预习,自主测试,1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)硅元素在自然界中既有化合态,又有游离态()(2)SiO2是空间正四面体网状结构晶体()(3)SiO2是酸性氧化物,与任何酸都不能发生反应()(4)利用石英坩埚可熔融NaOH固体()(5)向Na2SiO3溶液中通入CO2,有白色胶状沉淀产生,可证明酸性:H2CO3H2SiO3()答案:(1)(2)(3)(4)(5),知识铺垫,新知预习,自主测试,2.下列关于硅酸的说法正确的是()A.硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得B.可用反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体)制取硅酸C.因为硅酸难溶于水,所以它不能与NaOH溶液反应D.干燥剂“硅胶”的主要化学成分是SiO2解析:A项SiO2不溶于水,也不与水反应;C项硅酸能溶于NaOH;D项“硅胶”的主要成分是硅酸。答案:B,探究一,探究二,探究三,SiO2的结构和性质问题探究1.碳与硅的最外层均有4个电子,且碳比硅活泼,但碳在自然界中有稳定的单质存在,硅却没有,为什么?答案:硅为亲氧元素,在自然界中不能稳定存在。2.能与NaOH溶液反应放出气体的单质有哪些?答案:Al、Si。3.SiO2与CO2均是酸性氧化物,它们有哪些共性?有哪些不同?答案:共性:均能与碱(如NaOH溶液)反应生成盐和水;均能与碱性氧化物(如Na2O、CaO)反应。不同点:SiO2能与氢氟酸反应;SiO2不能直接与水反应生成H2SiO3。,探究一,探究二,探究三,4.实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞,而不用玻璃塞?不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放的药品有哪些?答案:玻璃塞中含有SiO2,SiO2与NaOH反应会生成有黏性的Na2SiO3,使瓶塞与瓶口粘在一起,不易打开。不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放的药品有氢氟酸、硅酸钠溶液、碳酸钠溶液、强碱溶液等。,探究一,探究二,思维建模CO2和SiO2的比较,探究一,探究二,探究一,探究二,素能应用【典例1】下列叙述正确的是()A.CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以两者物理性质相似B.因为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2,所以硅酸的酸性比碳酸的强C.CO2和SiO2都能与碳反应,且都作氧化剂D.SiO2晶体熔、沸点高,硬度大,故可用于制作光导纤维解析:CO2的熔、沸点低,可溶于水,SiO2的熔、沸点高,硬度大,不溶于水,两者是酸性氧化物和其物理性质没有因果关系,A项错;CaCO3和SiO2反应是SiO2的特殊性质,不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3的弱,B项错;SiO2晶体在光学方面的特性,决定了其可制作光导纤维,D项错。答案:C,探究一,探究二,提能训练1在一定条件下,既能与CO2反应,又能与SiO2反应的物质是()NaHCO3溶液浓硫酸NaOH溶液碳A.B.C.D.答案:D,探究一,探究二,H2SiO3的性质问题探究1.SiO2属于酸性氧化物,能否用SiO2与H2O直接反应制取H2SiO3?答案:不能。虽然SiO2属于酸性氧化物,但SiO2难溶于水,无法用SiO2与H2O反应制取H2SiO3,可用Na2SiO3与酸反应制取。2.硅酸的酸性比碳酸的弱,向硅酸钠溶液中通入过量的CO2有何现象?写出相关反应的离子方程式。,答案:有透明胶状物生成;,探究一,探究二,思维建模H2CO3与H2SiO3性质的比较,探究一,探究二,素能应用【典例2】下列说法正确的是()A.硅酸不溶于水,因此不与NaOH溶液反应B.根据SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2的反应,可推知硅酸的酸性比碳酸的酸性强C.CO2气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸D.SiO2溶于水显酸性解析:硅酸不溶于水,但与NaOH溶液反应:H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O,A项错误;B项中该反应之所以能发生是高温条件下CO2以气体形式逸出,使反应进行得较彻底,是利用SiO2、CO2沸点的不同,而不是利用硅酸、碳酸酸性的强弱;C项符合“强酸制弱酸”的一般规律;SiO2不溶于水,也不能与水反应,D项错误。答案:C,探究一,探究二,提能训练2能证明碳酸比硅酸酸性强的实验是()A.CO2溶于水生成碳酸而SiO2却不溶于水B.高温时发生反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2C.碳酸比硅酸受热易分解D.将CO2通入Na2SiO3溶液中有透明胶状物生成解析:利用强酸制取弱酸的反应原理,CO2溶于水形成碳酸,碳酸与Na2SiO3溶液反应得到硅酸胶体,从而证明碳酸的酸性强于硅酸的。答案:D,1,2,3,4,1.光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一,它使信息科学迅猛发展。光导纤维的主要成分是()A.CaCO3B.SiO2C.Na2SiO3D.CaSiO3解析:光导纤维的主要成分是SiO2,CaCO3是石灰石、大理石的主要成分,Na2SiO3是水玻璃的主要成分。答案:B,1,2,3,4,2.关于二氧化硅的叙述不正确的是()水晶的主要成分是SiO2能与强碱反应,但不能与水反应硅与碳最外层都有4个电子,故SiO2的物理性质与CO2类似既属于酸性氧化物,又属于碱性氧化物A.B.C.D.解析:SiO2区别于CO2的结构和性质,SiO2区别于Al2O3的两性。答案:B,1,2,3,4,3.下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()A.CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐B.CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸C.CO2是酸性氧化物,SiO2是两性氧化物D.CO2和SiO2都是由相应的分子构成的解析:虽然SiO2是H2SiO3的酸酐,但却不能溶于水生成H2SiO3,B错误;SiO2与CO2都是酸酐,都是酸性氧化物,A正确,C错误;CO2是由CO2分子构成的,而SiO2则是由硅原子和氧原子构成的,SiO2中不存在分子,D错误。答案:A,1,2,3,4,4.下列说法不正确的是()A.因SiO2不溶于水,故H2SiO3不是SiO2对应的酸,或者说SiO2不是H2SiO3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.氢氟酸能够刻蚀玻璃,因而不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸解析:SiO2不溶于水,不能与水反应生成H2SiO3,SiO2可看作是H2SiO3失去一分子H2O而形成的,且SiO2与H2SiO3中硅元素价态相同,故SiO2是H2SiO3的酸酐,A错