吉林省吉林市长岭县高中化学 4.1.1无机非金属材料的主角—硅学案 新人教版必修1

用心 爱心 专心 1 吉林市长岭县第四中学高一化学吉林市长岭县第四中学高一化学 4 1 14 1 1 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角 硅硅 一 学习目标一 学习目标 1 知识与技能 使学生掌握硅的两种重要化合物 二氧化硅及硅酸的主要性质并了解其 用途 2 过程与方法 引导学生对比学习硅的化合物 二氧化硅及硅酸 与碳的化合物 二氧化 碳及碳酸 培养学生对新旧知识对比分析 归纳总结的学习方法 3 情感态度与价值观 使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活 生产中的应用 感受化学 的实用性 增强学习化学的兴趣 认识 科学技术是第一生产力 增强社会责任感 二 学习重难点二 学习重难点 二氧化硅和硅酸的性质 三 学习过程三 学习过程 联系联系 电脑的芯片 光导纤维等高科枝产品 水泥 玻璃和瓷砖等日常生活中的实例 问题问题 1 1 碳和硅在自然界中的存在形式 原子结构示 意图 原子结构的特 点 在自然界 中的存在 碳 硅 小结 1 两元素的共性 在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子 主要形成共价 四 价 化合物 2 硅是一种亲氧元素 在自然界中它总是与氧相互化合的 一 二氧化硅 一 二氧化硅 SiOSiO2 2 问题问题 2 2 阅读课本 P74 75 页试画出由天然二氧化硅也称为硅石开始分类的树状分布图 一 二氧化硅性质 一 二氧化硅性质 1 1 思考与交流 思考与交流 根据你的生活经验请分析以下问题 二 氧化硅具有哪些物理性质 物理性质 这些性质是由 决定的 2 课后阅读及填空 请通过科学视野部分内容分析一下二氧化硅的结构有什么特点 二氧化硅晶体中每 1 个 Si 原子周围结合 个 O 原子 在中心 在四个顶角 同时每 1 个 O 原子与 个 Si 原子相结合 二氧化硅晶体是以硅原子与氧原 用心 爱心 专心 2 子个数比为 组成的 结构的晶体 因此通常用 SiO2来表示二氧化硅的组成 二 二 SiOSiO2 2的化学性质的化学性质 问题问题 3 3 为什么在实验室中盛放 NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞 Na2SiO3 有粘 性 因为 SiO2易与强碱溶液反应 生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀 同时生成的硅酸钠溶液是一种矿 物胶 具有良好的粘结性 易使瓶塞粘在一起而难以开启 二氧化硅也是一种酸性氧化物 问题问题 4 4 二氧化碳具有哪些重要的性质呢 由 CO2的性质推测 SiO2可能具有哪些重要的性质 二氧化碳二氧化硅 存 在 物理性质 与水反应 与 NaOH 反应 与 CaO 反应 弱氧化性 化 学 性 质 特性 小结 SiO2是一种酸性氧化物 可能与水反应生成相应酸 与碱反应生成盐和水 与碱性氧 化物反应生成盐 只是可能性 阅读教材 P76 有关内容 思考并讨论 SiO2实际具有的性质与上述推导一致吗 有没有不同 的表现 请举例说明 与上述推断不完全相同 不同表现是 SiO2是一种难熔固体 不溶于水 正是因为 SiO2不溶 于水 所以不能直接与水反应生成硅酸 但常温下除能与氢氧化钠溶液反应外 还能与氢氟 酸反应生成 SiF4气体和水 比较性质异同 归纳 SiO2性质主要表现在 它是一坚硬 难熔的固体 不溶于水 化学性质非常稳定 SiO2的这些性质是由其立体网状结构决定的 练习 完成下列反应的化学方程式 SiO2 NaOH SiO2 CaO 用心 爱心 专心 3 SiO2 HF 考考你 考考你 实验室现提供下列试剂瓶 细口磨口塞玻璃瓶 广口瓶 细口橡皮塞玻璃瓶 棕 色广口瓶 细口塑料瓶 如果你是实验室管理员 你将如何存放下列药品 你的依据是什么 a 二氧化硅 b 氢氧化钠溶液 c 硝酸银晶体 d 氢氟酸 e 浓硫酸 问题与探究 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸 有人认为 SiO2既能和碱反应又能和酸反应 所以应认为它是一种两性氧化物 你同意这 种看法吗 不同意这种看法 思考与探究思考与探究 如何以 SiO2为原料制备硅酸 写出化学方程式 实验 4 1 向约 1ml 的饱和 Na2SiO3溶液中 滴入酚酞 再滴入稀盐酸 现象 结论 化学方程式 思考 思考 从上述实验可知硅酸的哪些性质 思考讨论下列问题 1 硅酸与盐酸比较 谁的酸性强 你是根据什么现象判断出来的 提示 酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸 2 硅酸与碳酸比较又会怎样呢 设计一个简单实验来证明 实验 实验步骤 现象 结构 化学方程式 实验 往一定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的 CO2 观察现象 结合实验 4 1 阅读教材 P76 最后一自然段 归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用 制备方法 加适量盐酸或通入足量 CO2 干燥脱水 硅酸钠溶液 硅酸溶胶 硅胶 用途 常用作干燥剂 催化剂的载体 碳酸硅酸 用心 爱心 专心 4 物理性质 化学性质 用途 总结 练习 练习 1 下列各组物质有关性质关系的比较 正确的是 A 溶解性 CO2 H2CO3 C 熔点 SiO2 CO2 干冰 D 硬度 SiO2 CO2 2 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 3 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 4 试设计一简单实验方案 检验某生石灰样品中含有石灰石 石英 作业 作业 1 宣传科学知识 介绍高新科技 揭露伪科学 是科学工作者的义务 下列说法属于伪 科学的是 A 以二氧化硅为主要原料制造光导纤维 B 碳炉边放盆水 可防止煤气中毒 C 在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆 墙壁会冒汗 D 用干冰进行人工降雨 2 下列说法正确的是 A SiO2能和水发生化合反应生成硅酸 B SiO2是酸性氧化物 它不溶于任何 酸 C SiO2的俗名叫水玻璃 不溶于水 D SiO2又叫水晶 能溶于 NaOH 溶液中 3 盐酸 浓硫酸 氧气 氢氟酸 氢氧化钾溶液中 能与地壳中含量第一和 第二的两元素形成的化合物起化学反应的是 A B C D 4 将过量的二氧化碳通入下列溶液中 最终会出现浑浊的是 A 氯化钙溶液 B 澄清的石灰水 C 水玻璃 D 硝酸钡溶液 5 熔融烧碱应选用的器皿是 A 铁制坩埚 B 普通玻璃坩埚 C 石英坩埚 D 陶瓷坩埚 6 下列关于碳和硅的叙述中 不正确不正确的是 A 4 价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 B 单质在加热时都能与氧气反应 C 氧化物都能溶于水生成相应的酸 D 碳元素有能导电的单质 7 下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是 用心 爱心 专心 5 A 硅酸钠溶液 B 盐酸 C 氢氟酸 D 氢氧化钠溶液 8 和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是 Na Na2SiO3溶液 Na2O2 烧碱溶液 石灰水 Fe OH 2 A B C D 9 已知由石墨转化为金刚石需要吸收热量 下列说法中正确的是 A 石墨比金刚石稳定 B 金刚石比石墨稳定 C 石墨和金刚石一样稳定 D 以上结论都不正确 10 某无色混合气体可能含有 CO2 H2 CO 和 H2O 气 中的一种或几种 依次进行以下处 理 假设每次处理均反应完全 通过盛有硅胶的干燥管时 气体体积不变 通过炽热 的氧化铜时 固体变为红色 通过白色 CuSO4粉末时 粉末变蓝色 通过澄清石灰水时 溶液变浑浊 则原混合气体的成分不可能是 A H2和 CO B CO2 H2和 CO C H2O 和 CO2 D H2和 CO2 11 按由多到少的顺序 在地壳中的含量列前四位的元素依次是 碳 硅均位于元素周期表的 族 其原子结构示意图分别是 碳是构成 的主要元素 硅主要以熔点很高的 和 的形式存在 是构成岩 石与许多矿物的基本元素 12 由同一种元素组成的不同单质 称为该元素的同素异形体 在各种碳的同素异形体 中 铅笔芯的主要成分是 它是一种深灰色 有金属光泽且不透明的片状固体 质软 具有润滑性 它能够 常用作电极 钻石的成分是 是无色透明的晶体 硬度 由 60 个碳原子组成 形似足球的 写分子式 也是碳的同素异形体 13 下表中括号内的物质是杂质 试将除杂试剂和分离方法填入表中 混合物SiO2 C aCO3 SiO2 Fe2O3 SiO2 NaCl SiO2 Si Si Al NaHCO3 Na2SiO3 除杂试剂 分离方法 14 检验石灰中含有碳酸钙和二氧化硅的方法是 取少许试样 加入过量的 有 产生 说明石灰中含有 充分振荡后过滤 有滤渣存在说明含有 答案答案 用心 爱心 专心 6 巩固练习答案 1 B 2 D 3 B 4 C 5 A 6 C 7B 8B 9A 10C 11 O Si Al Fe IVA 原子结构示意图略 有机化合物 氧化物 硅酸盐 12 石墨 导电 碳元素 很大 C60 13 1 盐酸 过滤 2 盐酸 过滤 3 水 过滤 4 O2 加热 5 盐酸 过滤 6 足量 CO2 H2O 过滤 14 稀盐酸 无色气体 碳酸钙 二氧化硅 课外阅读课外阅读 硅在高新技术中的应用硅在高新技术中的应用 单晶硅作为半导体器件的核心材料 大大地促进了信息技术的革命 自 20 世纪中叶以 来 单晶硅随着半导体工业的需要而迅速了展 到 1996 年全球半导体产业销售额达到 1410 亿美元 而其中单晶硅材料的销售达到 74 亿美元 中国消耗的大部分集成电路及其硅片主 要依赖进口 但我国科技人员正迎头赶上 于 1998 年成功地制造出了 12 英寸单晶硅 标志 着我国单晶硅生产进入了新的发展时期 信息材料技术是新材料技术的重要组成部分 也是信息技术尤其是电子信息技术发展的 基础 从目前情况来看 硅半导体仍然是集成电路的