人教版必修1 第4章第1节 无机非金属材料的主角——硅（第1课时） 学案.doc

第四章非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅第1课时 二氧化硅和硅酸【学习目标】1了解sio2的结构、性质和用途。2了解硅酸的制备和化学性质。【学习探究过程】主题学习内容概括归理前置作业画出碳和硅的原子结构示意图，指出它们在元素周期表的位置，比较两者的非金属性，推测两种元素的化学性质。【思维建模】每课一题二氧化碳在常温下为无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。具有酸性氧化物的通性，请用化学方程式表示下列反应：(1)与水反应： ；(2)与碱反应： ；(3)与碱性氧化物反应： (4)二氧化碳的实验室制法 。酸性氧化物的通性：主题一二氧化硅1硅元素在地壳中的含量是26.3%，仅次于 。硅元素在自然界中主要以 的形式存在，原因是 。2硅的氧化物为二氧化硅，俗名为 ，天然二氧化硅分为 (如方石类、水晶等)和 (如硅藻土)。根据日常生活中的实例描述二氧化硅的物理性质： 。3列表比较二氧化碳和二氧化硅的性质。co2sio2物理性质与碱性氧化物反应与碱液反应与h2o反应与酸反应归纳总结二氧化硅与二氧化碳的物理性质差异较大的原因是 。问题1：从自然界的存在形式看，碳硅两元素有什么异同？为什么问题2：碳和硅是同族元素，但二氧化碳与二氧化硅的物理性质相差很大，为什么？问题3：二氧化硅不同于二氧化碳的化学性质有哪些？二氧化碳与二氧化硅性质的异同及原因：主题二硅酸1硅酸的制备：按表中实验操作要求完成实验，并将观察到的实验现象及有关结论填入表中：实验操作实验现象及方程式实验结论问题4：上述实验能否说明元素的非金属性clc？为什么？问题5：为什么二氧化碳通入硅酸钠溶液产生了硅酸？试从元素周期表的角度加以解释。盐酸、碳酸、硅酸3者的酸性强弱顺序：非金属性强弱比较的方法：典型例题1下列叙述中，正确的是 （ ） a自然界中存在大量的单质硅 b石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅c二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱的溶液发生化学反应d自然界中二氧化硅都存在于石英中2下列关于sio2和co2的说法中正确的是()aco2、sio2都能与强碱溶液及碱性氧化物反应bco2和sio2与水反应分别生成相应的酸cco2是酸性氧化物，sio2是两性氧化物dco2和sio2都是由相应的分子组成的3. 下列说法正确的是 ( )a二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟强碱反应，但是不能与任何酸反应b根据sio2+caco3casio3+co2 的反应，可推知硅酸酸性比碳酸强c二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸d二氧化硅对应的水化物只有h2sio3浙江卷.2015.t13某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为fe2o3、sio2、al2o3，不考虑其他杂质) 制取七水合硫酸亚铁(feso47h2o) ，设计了如下流程：下列说法不正确的是a溶解烧渣选用足量硫酸，试剂x选用铁粉b固体1中一定含有sio2，控制ph是为了使al3+转化为al(oh)3，进入固体2c从溶液2得到feso47h2o产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解d若改变方案，在溶液1中直接加naoh至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到feso47h2o我的收获巩固练习1赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的，这种物质是()a纯碱 b氢氟酸 c氢碘酸 d火碱2下列物质，不能与co2反应，但可以与sio2反应的是()ahf bh2o ccao dnaoh3下列关于sio2的说法，正确的是()asio2是制造光导纤维的重要材料 bsio2溶于水生成硅酸csio2对应水化物酸性比碳酸强 dsio2是酸性氧化物，不跟任何酸反应4下列变化不能一步实现的是()ana2sio3h2sio3 bh2sio3sio2 csio2h2sio3 dsio2na2sio35下列物质：氢氟酸；浓h2so4；烧碱溶液；na2co3固体；氧化钙；浓hno3，其中在一定条件下能与sio2反应的有()a b c d全部6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：ca22ohco2=caco3h2ob水玻璃中加盐酸：na2sio32h=h2sio32nac石英溶于烧碱溶液：si42o22oh=sioh2od硅酸与烧碱溶液中和：h2sio32oh=sio2h2o7(双选)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用反应na2sio32hcl=2naclh2sio3制取硅酸是利用了强酸制弱酸的性质c因为硅酸难溶于水，所以它不能与naoh溶液反应d硅胶可用作袋装食品的干燥剂8能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是()aco2溶于水形成碳酸，sio2难溶于水 bco2通入可溶性硅酸盐溶液中析出硅酸沉淀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9在sio23csic2co反应中，氧化剂和还原剂的质量比为()a3630 b6036 c21 d1210下列各实验操作中，能证明生石灰中可能既混有石英，又混有石灰石的是()a加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出 b加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解c加热至高温，观察是否有气泡冒出、有硅酸钙生成d先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到naoh溶液中看其是否溶解11如何用所提供的试剂和方法除去各混合物粉末中的杂质(括号内为杂质)？将所选答案的编号填入表中相应的空格内。(如果不需补加试剂，则对应答案栏可空着)可供选择的试剂：a盐酸bnaoh溶液co2dh2oeco2序号粉末状混合物所加试剂主要操作(1)sio2(caco3)(2)caco3(sio2)(3)nacl(sio2)(4)sio2(fe2o3)(5)sio2(h2sio3)(6)sio2(na2so4)可供选择的操作：分液加热高温灼热过滤结晶12工业上利用硅的氧化物制取硅单质，主要反应为：sio22csi2co。该反应中，还原剂是_(填化学式)，被还原的物质是_(填化学式)；若反应中消耗了2 mol c，则生成_ mol si，转移电子的物质的量为_ mol。13a、b、c、d四种物质都含有同种元素且有如图所示转化关系。试回答下列问题：（1）若a是一种常见非金属，写出下列反应的方程式。bd的化学方程式：_ ac的离子方程式：_（2）若a是一种常见金属，写出下列反应的方程式。ad的离子方程式：_bc的化学方程式：_14硅石和石英的主要成分都是sio2，前者是结构疏松的sio2，后者是结构致密的sio2，二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质有差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，有以下三个步骤，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。（1）用naoh溶液溶解石英：_。（2）过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：_。（3）微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：_。写出硅胶的一种用途：_。参考答案：典型例题：1. 答案：b自然界中硅的含量很高，但都是以化合态存在，a选项错误；硅是亲氧元素，主要以氧化物及硅酸盐形式存在，如石英、水晶、硅石等主要成分都是二氧化硅，d项错误。二氧化硅的性质很稳定，c项错误。2. 答案a co2可溶于水生成h2co3，sio2不能溶于水，b项错误；sio2与co2都是酸性氧化物，都能与强碱溶液及碱性氧化物反应，a项正确，c项错误；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项错误3. 答案：c二氧化硅可以跟氢氟酸反应，方程式：sio2+4hf=sif4+2h2o，不正确；b反应只有在高温条件下进行，由于co2是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸强，比较二者的酸性强弱要比较它们在水溶液中电离出h+的难易程度；c正确，方程式为na2sio3+co2+h2o=na2co3+h2sio3；h2sio3、h4sio4等都是二氧化硅对应的水化物。答案 d 选项a，正确。选项b，正确。选项c，正确。选项d，在溶液1中直接加naoh至过量，得到的沉淀用硫酸溶解后，未用fe粉将fe3+转变成fe2+，得不到feso47h2o，错误。巩固练习：1b玻璃的主要成分为二氧化硅，能和氢氟酸反应，所以用氢氟酸刻蚀玻璃，选b。2ahf与sio2反应生成sif4和水，但不与co2反应，答案选a。3asio2不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；sio2是酸性氧化物，但可与氢氟酸反应。4cna2sio32hcl=h2sio32nacl；h2sio3sio2h2o；sio22naoh=na2sio3h2o。5csio2是酸性氧化物，除hf酸外，不与其他任何酸发生反应。6da项错误，通入过量的co2应生成ca(hco3)2。b项错误，水玻璃是硅酸钠的水溶液，na2sio3为易溶强电解质，应改写成离子形式。c项错误，氧化物在离子方程式中一般不拆写，sio2应保留化学式。d项正确，h2sio3作为难溶的弱酸，在离子方程式中用分子式表示。7bdsio2和h2o不反应，a项错；sio2与naoh溶液可以反应，c项错。8ba项氧化物的水溶性不能决定其水化物的酸性强弱，错误；b项二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸和可溶性硅酸盐反应析出硅酸沉淀，说明碳酸能制取硅酸，所以能证明碳酸酸性强于硅酸酸性，正确；c项特殊条件下，sio2与碳酸盐反应生成co2不能证明碳酸酸性强于硅酸酸性，是利用了物质的稳定性，错误；d项在可溶性硅酸盐中加盐酸会析出硅酸沉淀，说明盐酸酸性比硅酸强，但不能证明碳酸酸性比硅酸酸性强，错误。9d分析此反应知si元素的化合价在反应前后没有变化，是一部分c元素的化合价升高到2价，一部分降低到4价，所以氧化剂和还原剂均为c，其质量比为12。10da项只能证明是否混有石灰石。b项因生石灰要与水反应生成熟石灰，即使有少量的石英也观察不出。c项不易操作，且是否生成硅酸钙无法观察得出。d项比较合理，通过加酸后有气泡产生确认可能有石灰石，通过观察有不溶物且此不溶物可溶于naoh溶液，进一步确认可能有二氧化硅。其实要想检验确实有石英和石灰石，还要继续做一些实验才行。11 (1)a(2)b(3)d(4)a(5)(6)d解析：(1)因为sio2除了溶于氢氟酸不溶于其他酸，而caco3溶于盐酸，反应的化学方程式为：caco32hcl=cacl2h2oco2，所以该小题的答案为：a；。(2)根据sio2能溶于naoh溶液，即sio22naoh=na2sio3h2o，而caco3不能，所以该小题的答案为：b；。(3)因为nacl溶于水，而sio2不溶于水，所以该小题的答案为：d；。(4)因为sio2不溶于盐酸，而fe2o3溶于盐酸，即fe2o36hcl=2fecl33h2o，所以该小题的答案为：a；。(5)因为h2sio3受热分解生成sio2，即h2sio3sio2h2o，所以该小题的答案为：不加试剂；。(6)因为sio2不溶于水，而na2so4溶于水，所以该小题的答案为：d；。12c sio2 1 4解析：sio22csi2co中，sio2si化合价由4价变成了0价，化合价降低是氧化剂，被还原，被还原的物质是sio2；cco化合价由0价变成2价，化合价升高是还原剂，被氧化，还原剂是c,1 mol c参加反应，共转移2 mol e，2 mol c参加反应转移4 mol e，根据化学反应方程式，2 mol c参加反应共生成1 mol si。13 (1)sio24hf=sif42h2osi2ohh2o=sio2h2(2)2al6h=2al33h2 al2o32naoh=2n