高中化学必修1新学案第四章第一节 无机非金属材料的主.doc

第一节 无机非金属材料的主角-硅（第一课时）【学习目标】 1、了解硅的原子结构，认识硅在自然界中的含量、存在、用途2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质3、了解硅酸的性质及制法4、通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力 【重点难点】二氧化硅的化学性质；通过资料探究，学生自主学习硅的知识【课前预习】非金属元素大都位于元素周期表的 。地壳中含量最多的前两种元素是 和 ，它们构成了 的基本骨架；空气中含量最多的元素是 和 ，它们是地球生命的重要基础元素之一。硅在地壳中的含量为 ，仅次于氧。硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的 、 和 ，约占地壳质量的 以上。碳原子与硅原子的原子结构示意图分别为 、 ，硅与碳一样，其原子既 失去也 得到电子，主要形成 的化合物。碳是构成 的主要元素，而硅是构成 的基本元素。【学习探究】【引言】(图片显示) 在高新科技中硅用来作计算机芯片，石英可以用来加工成绚丽夺目的装饰品，万丈高楼离不开硅酸盐。硅及其化合物在生活、生产中有着重要的用途。这一节课的任务是学习硅及硅的化合物。 一、硅的存在阅读教材P74第三自然段，并完成下列填空：硅是一种 元素，在自然界中它总是与 相互化合的（这一点与碳在自然界中有 有所不同）。所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以 形式存在。而碳在地壳中主要形成 等矿物，而碳的氧化物CO2通常以 的形式存在于 ，通过光合作用，其中的 又进入有机化合物世界。【思考】碳、硅在自然界中的存在形式有所不同的原因是什么？单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常牢固，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。二、二氧化硅和硅酸（一）二氧化硅（SiO2）1、存在阅读教材相关内容，填写下面空格地球上存在的天然SiO2约占地壳质量的 ，其存在形态有 和 ，统称为 。 就是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩，如石英中无色透明的晶体就是通常所说的 ，具有彩色环带状或 的称为玛瑙。 中也含有小粒的石英晶体。2、结构【思考】SiO2是否表示二氧化硅的分子组成？为什么？【小结】SiO2表示二氧化硅晶体中Si、O原子是按照1：2组成，在晶体中不存在单个SiO2分子，SiO2的结构是空间网状立体结构。3、用途：以SiO2为主要成分的沙子仍是 。纯净的SiO2是 的基本原理。用 、 等可制作饰物和工艺品等。实验室中使用的 。【练习】1、下列叙述正确的是 （ ）A. 自然界中大量存在硅单质 B. 石英、水晶、硅石的主要成分都是SiO2C. 自然界中SiO2都存在于石英矿中 D. SiO2表示一个二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子组成2、曾有一些无知的盗贼挖断了通信光缆想卖其中的贵金属挣钱，结果是既没有挣到钱却破坏了通讯设施，违反了国家法律而锒铛入狱。没有挣到钱的原因是制造通讯光缆的材料是 （ ） A. 铜 B. 铁 C. 硅 D.二氧化硅4、性质【思考与交流】根据SiO2的存在与应用，分析下列问题：SiO2具有那些物理性质？化学性质如何？你做出判断的根据是什么？SiO2的这些性质是由什么决定的？（提示：结构决定性质，性质决定存在、用途）二氧化硅是稳定性强，熔点高，硬度大，不导电，不溶于水且化学性质很不活泼的固体。二氧化硅是酸性氧化物（与碱反应生成盐和水的氧化物），具有酸性氧化物的一些性质。SiO2的化学性质：写出下列反应的化学方程式与HF的反应（HF是唯一可与SiO2发生反应的酸）： 。该反应的用途是 ，理由为 。与碱性氧化物CaO的反应： 。与强碱的反应： 。【思考】1、实验室中为何盛放HF不用玻璃瓶？ 2、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡皮塞而不用玻璃塞？【练习】3、下列物质能与SiO2发生反应的是 （ ）浓硫酸 H2O 盐酸 HF KOH溶液 氧化钙A. B. C. D.【小结】（二）硅酸（H2SiO3）化学性质：1、弱酸性（硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体），能与碱反应：H2SiO3+NaOH 2、不稳定性：H2SiO3SiO2+H2O 制备：（硅酸对应的酸酐SiO2不溶于水，无法用SiO2与水反应直接制得，只能利用可溶性硅酸盐和酸反应制取）【实验4-1】向饱和Na2SiO3 溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸现象滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成结论Na2SiO3 溶液呈碱性，与酸反应生成了H2SiO3 且H2SiO3 难溶于水化学方程式Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（胶体）+2NaCl （备注：红色字体为学生观察实验后要填写的内容）【讲述】硅酸在水中的溶解度很小，易聚合成胶体（硅酸胶体），当硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸水性能强，因此常用作实验室或袋装食、瓶装药品等的干燥剂、也可用作催化剂的载体等。【思考】请设计实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，并完成该实验报告。【反思总结】【当堂检测】1、 制造光导纤维的主要原料是 （ ） A.晶体硅 B.二氧化硅 C.石墨 D.硅酸钠2、下列说法正确的是（）ASiO2溶于水显酸性BCO2通入水玻璃(硅酸钠的水溶液）可得硅酸CSiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸DSiO2晶体中不存在单个SiO2分子3、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.碳酸钠溶液4、要除去SiO2中的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5、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ）A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.铁坩埚 D.陶瓷坩埚6、CO2 通入下列各溶液中