XX届高考第一轮复习第22讲硅和二氧化硅教案

XX届高考第一轮复习第22讲硅和二氧化硅教案 人教大纲版09届高考化学总复习第22讲硅和二氧化硅教案【考纲要求】1.掌握硅和二氧化硅的结构和性质2.理解硅和二氧化硅的用途【热点重点】1.考查与无机非金属材料有关的硅的化合物的性质和用途【教学内容】 一、硅的性质和用途 (1)硅在自然界中的存在形式硅在地壳中的含量居第二位(含量第一位的为氧元素)。 全部以化合态存在，如二氧化硅、硅酸盐等是构成地壳的矿石和岩石的主要成分。 (2)单质硅的物理性质熔点、沸点很高，硬度很大(晶体硅的结构类似于金刚石)。 晶体硅是半导体。 (3)单质硅的化学性质在常温下，硅的化学性质不活泼，不与O 2、Cl 2、H2SO 4、HNO3等发生反应，但能与F 2、HF和强碱反应。 例如Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2在加热时，研细的硅能在氧气中燃烧Si+O2SiO2 (4)用途硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池。 利用硅的合金，可用来制造变压器铁芯和耐酸设备等。 (5)工业制法用焦炭在高温下还原SiO2可制得含有少量杂质的粗硅SiO2+2C Si+2CO 二、二氧化硅的性质和用途 (1)二氧化硅在自然界中的存在天然二氧化硅叫硅石。 石英的主要成分为二氧化硅晶体，透明的石英晶体叫做水晶，含有有色杂质的石英晶体叫做玛瑙。 二氧化硅是一种硬度很大、熔点很高的固体。 (2)化学性质SiO2是酸性氧化物SiO2+CaO CaSiO3SiO2还可与NaOH反应SiO2+2NaOH(水溶液中或熔融态)Na2SiO3+H2O注意a由于SiO2与强碱溶液反应生成了粘性很强的Na2SiO3溶液，因此盛放碱性的试剂瓶不能用玻璃塞，以防止瓶塞和瓶子粘在一起bSiO2高温下能与碳酸盐反应SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2SiO2能与氢氟酸发生反应4HF+SiO2SiF4+2H2O SiO2是玻璃的主要成分，因此盛氢氟酸的试剂瓶不能用玻璃容器（可用塑料瓶）。 (3)用途二氧化硅是制造高性能通讯材料光导纤维的重要原料。 石英用来制造石英电子表、石英钟。 较纯净的石英用来制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。 水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品和眼镜片等。 玛瑙用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品。 三、硅酸和硅酸盐 （1）硅酸的制备和性质SiO2不溶于水，也不与水反应因此，不能通过SiO2与H2O反应的方法来制取其对应W ww.c hi na ed u.的水化物硅酸(H2SiO3)制取H2SiO3的方法如下Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3或Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3硅酸(H2SiO3)不溶于水，其酸性比H2CO3还弱。 (2)自然界中硅酸盐的存在是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐约占地壳质量的5。 粘土的主要成分是硅酸盐。 粘土是制造陶瓷器的主要原料。 (2)硅酸盐常见的有Na2SiO3，其水溶液俗称水玻璃。 Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3(白色)Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3(此反应可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱) （3）硅酸盐改写成氧化物的形式方法改写时注意金属氧化物写在前，非金属氧化物写在后，低价要前，高价在后，H2O一般在最后。 中间用“”隔开。 【课堂小结】【综合应用】【应用1】下图由短周期元素形成的物质之间的转化关系，其中A、D、L为单质，其他为化合物。 其中化合物I、J、K中含有两种相同的元素，G和I的反应是一种重要化工生产中的主要反应之一。 B常温下为液态化合物，F是一种直线型的非极性气体分子。 试回答下列有关问题 (1)以上7个化学反应属于自身氧化还原反应的是(用编号填写) (2)在G、J、H中含有相同的元素是_； (3)J的水溶液和F(填写”能”或”否”)发生反应，其理由是 (4)反应的化学方程式是。 W ww.c hi na ed u. (5)写出电解溶液H的阴极电极反应方程式是。 【解析】此题没有明显的突破口，需综合分析题给条件。 G能与盐酸反应生成H+B+F，说明G为一种的弱酸的含氧盐。 结合由B常温下为液态化合物，推出B为是水。 J与盐酸反应生成H+K，则J可能是一种不易分解的弱酸的盐。 再综合考虑G和I的反应是在高温下进行的一种重要的化工生产中的主要反应，可联想玻璃工业（SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2和SiO2+CaCO3。 由短周期元素组成物质，可知G CaSiO3+CO2）Na2CO 3、ISiO 2、JNa2SiO 3、FCO 2、K:H2SiO3或H3SiO 4、HNaCl。 GNa2CO3是CO2和NaOH反应生成，A是Na。 逆推反应,得到E是Na2O2，D是O2，满足题意，E和D是单质。 （5）电解NaCl溶液，阴极是阳离子H放电，阳极是Cl放电，阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2，阴极区域留下了大量的OH，总方程式是2NaCl2H2ONaOHH2+Cl2，总方程式减去阳极反应式即为阴极反应式2H2O2e=2OHH2。 【答案】 (1) (2)Na (3)能，较强酸制较弱的酸 (4)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2 (5)2H2O2e=2OHH2【应用2】（08广东卷）硅单质及其化合物应用范围很广。 请回答下列问题 （1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。 三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式。 整个制备过程必须严格控制无水无氧。 SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3.HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式；H2还原SihCl3过程中若混02，可能引起的后果是。 （2）下列有头硅材料的详法正确的是（填字母）。 A碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维D普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 (3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。 取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。 写出实验现象并给予解释。 【答案】 （1）SiHCl3+H2=Si+3HCl(2分)SiHCl3+3H2O=H2SiO3+3HCl+H2(2分)Si被氧化成SiO2而得不到Si单质，H2和O2混合发生爆炸。 (2分) （2）ABCD(2分) （3）产生白色胶状沉淀并伴有刺激性气味的气体产生。 两溶液混合后，NH4+和SiO32-发生双水解反应2NH4+SiO32-=H2SiO3+2NH3，从而生成沉淀和气体。 (3分)【解析】SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO 3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式3SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2+3HCl?H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是高温下，H2遇O2发生爆炸。 (2)SiC和Si3N4均为原子晶体，熔点高，性质稳定，AB正确。 光导纤维的材料为SiO2，C正确。 普通玻璃的主要成分为Na2SiO3和CaSiO3，它是以石英砂（SiO2）、石灰石（CaCO3）W ww.c hi na ed u.和纯碱（Na2CO3）为主要原料反应制成的。 Na2CO3+SiO2CaCO3+SiO2Na2SiO3