2019_2020年高中化学4.1.1第1课时二氧化硅和硅酸讲义练习新人教版.docx

第1课时二氧化硅和硅酸课程目标1了解二氧化硅的结构、性质。2认识二氧化硅在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。3了解硅酸的制备和主要化学性质。图说考点 新知预习一、自然界中的硅元素二、二氧化硅1存在水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分是SiO2（或二氧化硅）。沙子中含有小粒的石英晶体。2SiO2晶体是立体空间网状结构，每个Si结合4个O，每个O结合2个Si，N（Si）:N(O)=1:23物理性质熔点硬度溶解性高大不溶于水4.化学性质5用途建筑材料、光导纤维、石英坩埚、饰物和工艺品。三、硅酸1物理性质颜色：白色；状态：胶状；溶解性：难溶于水。2化学性质(1)弱酸性向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体，反应的化学方程式为Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3；结论：酸性H2CO3H2SiO3。(2)不稳定性H2SiO3不稳定，受热易分解，化学方程式： H2SiO3H2OSiO2。3硅胶 即时性自测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)利用石英坩锅可熔融NaOH固体。()(5)氢氟酸不能用玻璃试剂瓶保存。()(6)SiO2晶体是由SiO2分子直接组成的。()(7)水晶、石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2。()(8)光导纤维在强碱性条件下易发生“断路”。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7) (8)2关于地壳中含量占第一位和第二位的元素之间形成的化合物，有关其说法正确的是()A化学性质不活泼B可溶于水且显酸性C熔沸点较低，物理性质与CO2相似D是酸性氧化物，不溶于任何酸答案：A3光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一。光导纤维的主要成分是()ASiBSiO2 CNa2SiO3 DSiCl4解析：光导纤维的主要成分是SiO2。答案：B4下列关于硅酸的叙述，错误的是()A硅酸是一种很弱的酸B硅酸可由二氧化硅与水反应制得C硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅D硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得解析：二氧化硅对应的酸虽然是硅酸，但是二氧化硅不溶于水也不与水反应，所以B项错误。答案：BSiO2作为非金属氧化物是有不同于一般非金属氧化物的结构和性质。提升点一二氧化硅的结构特点和化学特性例1下列说法不正确的是()A因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物B在反应SiO22CSi2CO中SiO2作氧化剂CSiO2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，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸【解析】A项，SiO2不溶于水，但它能与碱反应生成硅酸盐和水，是酸性氧化物，错误；B项，在该反应中SiO2被C还原为Si，SiO2作氧化剂，正确；C项，由于SiO2是一种空间立体网状结构的物质，故熔点高，硬度大，正确；D项，SiO2能与氢氟酸反应，故常用氢氟酸刻蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，正确。【答案】A提升1下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()ACO2、SiO2都能与碱性氧化物反应BCO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸C二氧化硅可用来制作干燥剂，因二氧化硅可与水反应DCO2和SiO2都是由相应的分子构成的解析：CO2、SiO2均为酸性氧化物，对应的酸分别是H2CO3、H2SiO3；CO2与Na2CO3溶液在常温下发生反应，但SiO2只有在高温条件下才与Na2CO3固体发生反应；CO2由分子构成，SiO2由硅、氧原子按1:2比例构成。答案：A关键能力1二氧化硅晶体结构特点1SiO2的结构决定其化学性质。2SiO2晶体的基本结构是以硅原子为中心，氧原子在4个顶角上的正四面体结构，而这些正四面体又通过顶角的氧原子相连接。3SiO2晶体是由Si与O按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体。2二氧化硅的特性物质一般规律特殊性质或化学方程式SiO2酸性氧化物一般与水反应生成相应的酸SiO2不溶于水，也不与水反应酸性氧化物一般不与酸发生反应SiO2可与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一个规律，H2CO3的酸性强于H2SiO3SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2SiO2CaCO3CaSiO3CO2提升点二硅酸的制备方法例2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，但不能跟任何酸反应B根据SiO2CaCO3CaSiO3CO2的反应，可推知硅酸的酸性比碳酸强CCO2气体通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸DSiO2与水反应可得到硅酸 硅酸是一种独特的难溶性固态无机酸。【解析】SiO2能与氢氟酸发生反应：SiO24HF=SiF42H2O，A项错；B项反应是在高温条件下进行的，由于CO2是气体，生成后脱离反应体系而使反应得以继续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸强，要比较硅酸和碳酸的酸性强弱，必须比较它们在水溶液中电离出H的难易程度，由于C的非金属性较Si强，所以H2CO3的酸性较H2SiO3强，B项错误；由于H2CO3的酸性比H2SiO3强，所以有Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3(胶体)Na2CO3，C项正确；二氧化硅不溶于水，也不能与水反应，D项错误。【答案】C提升2下列关于硅酸的说法正确的是()A硅酸可以通过SiO2和水化合反应直接制得B可用反应Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3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”的主要成分是硅酸钠解析：SiO2难溶于水，因此不能与水化合反应直接制得硅酸，A错误；由于酸性HClH2SiO3，所以可用反应Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3制取硅酸，B正确；尽管硅酸难溶于水，但是它仍能与NaOH溶液反应产生硅酸钠和水，C错误；干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸，D错误。答案：B, 关键能力硅酸的制备实验操作实验现象滴加酚酞后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有白色胶状物质生成结论Na2SiO3溶液呈碱性，滴加稀盐酸后发生反应的化学方程式为Na2SiO32HCl=H2SiO3(胶体)2NaClSiO2不能与H2O反应，故H2SiO3的制备方法通常用可溶性硅酸盐与其他酸反应制备：Na2SiO32HCl=H2SiO32NaClNa2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3或Na2SiO32CO22H2O=H2SiO32NaHCO31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，能跟酸或碱溶液发生化学反应D自然界中硅元素都存在于石英中解析：自然界中硅元素含量很高，但都以化合态形式存在，A项错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D项错误；二氧化硅的性质稳定，C项错误。答案：B2下列物质不与二氧化硅反应的是()A烧碱B氢氟酸C硝酸 D生石灰答案：C3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对应水化物的酸性比碳酸强DSiO2是酸性氧化物，不跟任何酸反应解析：SiO2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。答案：A4下列试剂能用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是()ANa2SiO3溶液 BKMnO4溶液C氢氟酸 DNaOH溶液解析：玻璃中含有SiO2与NaOH溶液长时间作用会生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液有粘性，可将玻璃塞与玻璃瓶粘在一起打不开，A、D错误；氢氟酸可腐蚀玻璃，一般用塑料瓶盛装，C错误。答案：B5为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为_。(2)装置B所盛的试剂是_，其作用是_。(3)装置C所盛试剂是_，C中反应的离子方程式是_。(4)由此得到的结论是酸性_。解析：根据强酸弱酸盐弱酸强酸盐分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放Na2CO3，根据Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2可以知道酸性HCl强于H2CO3，然后将生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反应为Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，由此判断酸性H2CO3H2SiO3，但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故将CO2通入Na2SiO3溶液前需将CO2中的HCl吸收，故可选用饱和NaHCO3溶液。答案：(1)盐酸(2)饱和NaHCO3溶液吸收HCl气体(3)Na2SiO3溶液SiOCO2H2O=H2SiO3CO(4)HClH2CO3H2SiO3练后感悟CO2与SiO2的性质区别CO2SiO2类别均为酸性氧化物物理性质常温下是气体，熔、沸点低，能溶于水硬度大，熔点高的固体，不溶于水化学性质与水反应CO2H2O=H2CO3不反应与酸反应不反应只与HF反应：SiO24HF=SiF42H2O与NaOH反应CO2(少量)2NaOH=Na2CO3H2OCO2(过量)NaOH=NaHCO3SiO22NaOH=Na2SiO3H2O与CaO反应CO2CaO=CaCO3SiO2CaOCaSiO3课时作业18二氧化硅和硅酸授课提示：对应学生用书119页练基础1下列物质的主要成分不是SiO2的是()A石英B水晶C金刚砂 D玛瑙答案：C2下列反应不能一步完成的是()ASiO2Na2SiO3 BSiO2H2SiO3CSiO2CaSiO3 DH2SiO3SiO2解析：二氧化硅可与氢氧化钠直接反应生成硅酸钠；氧化钙可与二氧化硅在高温下反应生成硅酸钙；硅酸可直接加热分解生成二氧化硅，故只有B符合题意。答案：B3除去SiO2中混有少量生石灰和石灰石，有如下操作：加水溶解加水煮沸过滤加稀盐酸加稀H2SO4，正确的操作顺序是()A BC D解析：加稀盐酸与CaO、CaCO3反应生成CaCl2溶液，然后过滤得到SiO2固体。注意不能选用稀H2SO4，因CaSO4微溶，不易分离出SiO2。答案：B4下列叙述正确的是()ACO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸BSiO2与CO2都属于酸性氧化物，都不能与酸反应CSiO2与CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应D水晶的主要成分是SiC解析：A项，CO2与水反应，SiO2与水不反应，也不溶于水；B项，SiO2为酸性氧化物，能与氢氟酸反应，但CO2不能与酸反应；D项，SiC俗称金刚砂。答案：C5证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是()A加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出B加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解C加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入氢氧化钠溶液中看其是否溶解解析：SiO2不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸，且CaCO3溶于盐酸有气泡生成，SiO2可以溶于NaOH溶液。答案：D6下列关于硅酸的说法正确的是()A硅酸可以通过SiO2和水的化合反应制得B用反应Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的原理C硅酸难溶于水，不能与NaOH溶液反应D硅胶可用作袋装食品的干燥剂解析：SiO2不溶于水也不能与水反应生成硅酸，A项错误；B项中反应是利用了强酸制弱酸的原理，B项错误；硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C项错误。答案：D7下列关于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的说法不正确的是()A两者均为弱酸B两者均可使紫色石蕊试液变红色CCO2气体通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸D两者受热时均可以分解解析：硅酸不能使紫色石蕊试液变红，B错误。因为H2CO3酸性强于H2SiO3，故可以用H2CO3制备H2SiO3：CO2H2ONa2SiO3=Na2CO3H2SiO3。答案：B8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SiO2CaCO3CaSiO3CO2的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强CCO2气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸DSiO2溶于水显酸性解析：硅酸不溶于水，但与NaOH溶液反应：H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O，A项错误；B项中该反应之所以能发生是在高温条件下，CO2以气体形式逸出，使反应进行得比较彻底，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提素养9能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是()A二氧化碳溶于水生成碳酸，二氧化硅不溶于水也不直接与水反应生成硅酸B在高温条件下，二氧化硅与碳酸钠反应，生成硅酸钠和二氧化碳C二氧化硅的熔点比二氧化碳高D二氧化碳通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀解析：要证明碳酸的酸性比硅酸强，依据较强酸制较弱酸原理，因为H2CO3与硅酸盐反应生成硅酸，故D项正确。酸性与溶解性、非水条件下反应及熔点无关。答案：D10纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是()AX可用作木材防火剂B步骤的反应是Na2SiO3H2SO4=H2SiO3Na2SO4C步骤中的稀硫酸可用CO2来代替D步骤若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行解析：X为硅酸钠溶液，可用作木材防火剂，A正确；步骤的反应是Na2SiO3H2SO4=H2SiO3Na2SO4，B正确；碳酸的酸性比硅酸强，故步骤中的稀硫酸可用CO2来代替，C正确；步骤为硅酸固体的灼烧，若在实验室完成，一般在坩埚中进行，D错误。答案：D11指出下列反应SiO2所表现的化学性质或作用，在AE选项中选择正确答案填入括号内。(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()(2)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2()(3)SiO22CSi2CO()(4)SiO23CSiC2CO()(5)SiO24HF=SiF42H2O()A作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B氧化性C酸性氧化物的通性D将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E未参与氧化还原反应解析：(1)中SiO2表现的是酸性氧化物的性质。(3)中是SiO2得电子，显氧化性。(4)中得失电子的是C，SiO2未参与得失电子。(5)是雕刻玻璃的反应。答案：(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A12下表中括号内物质是杂质，试将除杂试剂及分离方法填入表内。混合物SiO2(Si)CO2(SO2)NaHCO3(Na2SiO3)SiO2(NaCl)除杂试剂除杂方法答案：混合物SiO2(Si)CO2(SO2)NaHCO3(Na2SiO3)SiO2(NaCl)除杂试剂氧气饱和NaHCO3溶液通入足量CO2水除杂方法加热洗气过滤过滤13.已知A是一种装饰品的主要成分，根据如图转化关系，回答下列问题。