第四章第一节无机非金属材料的主角——硅

1、第四章 第一节 非金属材料的主角硅（1）【学习目标】1.知道二氧化硅在自然界中的存在、性质、用途。 2.了解二氧化硅的网状结构、掌握硅酸的性质【学习重难点】二氧化硅的晶体结构和化学性质。【目标一】二氧化硅 1.存在形式：（阅读课本P74-75页 ） 2.结构：二氧化硅的基本结构单元是_ 体， 每个Si原子与周围的_个O原子相结合， 每个O原子与_个Si原子相结合实际上，二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按_的比例所组成的_ _的晶体，我们通常用“SiO2”表示二氧化硅的组成1molSiO2中含SiO键的数目_ 3.物理性质： 熔点_、硬度_、_溶于水、_导电 4.化学性质： SiO2因 SiO键

2、的键能大，所以化学性质稳定；是硅酸和原硅酸的酸酐。 比较CO2 SiO2的性质具有哪些异同点。二氧化碳二氧化硅物理性质化学性质与碳反应方程式与水反应方程式与酸反应方程式与NaOH溶液反应方程式与CaO反应方程式与某些盐反应方程式 思考：（1） 玻璃上刻蚀花纹（雕花玻璃）的原理是什么？（用化学反应方程式表示）（2） 实验室在存放强碱溶液时试剂瓶塞是_塞，为什么？ 5.用途 (1) 以SiO2为主要成分的沙子是基本的建筑材料；(2) 制造电子部件和光学仪器； (3) 是信息高速公路的骨架_的主要成分；(4)用石英、玛瑙制作的_【目标二】硅酸 硅酸能否用SiO2和水直接化合制备？实验操作实验现象结论

3、滴加酚酞试液后溶液呈_色，滴加稀盐酸后溶液逐渐变为_色，最后_。Na2SiO3溶液呈_性，反应生成了硅酸凝胶（难溶于水）。化学方程式：（1）存在形式 硅酸在水中的溶解度_ _，易聚合形成_ 。浓度较小时-硅酸_ ；浓度较大时-硅酸_ _ 。硅酸凝胶干燥脱水形成_ 吸附水分能力强，常用作_ _，也用作_ _的载体。（2）化学性质 弱酸性。酸性：H2SiO3_H2CO3_HCl。（如何证明？写出化学方程式） 不稳定（比H2CO3稳定）受热易分解为二氧化硅和水。化学方程式：【课堂达标】 1下列各组物质有关性质的比较，正确的是（ ） A.溶解性：CO2 <SiO2 B.酸性：H2SiO3>

4、H2CO3 C.熔点：SiO2>CO2 (干冰) D.硬度：SiO2>CO22下列变化可通过一步反应直接完成的是（ ）AAl(OH)3Al2O3 BAl2O3Al(OH)3 CAlAl(OH)3 DSiO2H2SiO32.判断正误(正确打“”号，错误打“×”号)。 (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)利用石英坩埚可熔融NaOH固体 () (5)向Na2SiO3溶液中通入CO2，有白色胶状沉淀产生，可证明酸性：H2CO3>H2SiO3 ()

5、 3长距离联网所使用的传输速度快、信息量大的线路，其材料的主要化学成分为_，该材料的名称是_。这种材料被埋在地下时，如果裸露在碱性土壤中，会导致断路，用离子方程式说明原因：_ _第四章 第一节 非金属材料的主角硅（2）【学习目标】知道硅在自然界中的存在、性质、用途；了解硅酸盐的重要用途及组成。【学习重难点】认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关。【目标一】硅酸盐 1概念：硅酸盐是由 组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 2性质：硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，硬度 熔点 大多数 水，化学性质很 3最常见的硅酸盐Na2SiO3 （1）性质： 溶于水，水溶液俗称 ，呈 性。 【课本77

6、页实验4-3】放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论 （2）用途：是 和 的原料。4.硅酸盐组成的表示：(1)形式：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水(2)注意原子守恒。Na2SiO3 (硅酸钠)表示为 ，CaMg3Si4O12(石棉)表示为 KAlSi3O8(长石)表示为 ，Al2Si2O5(OH)4(黏土) 表示为 。5. 硅酸盐的用途 阅读教材P77 科学视野【目标二】硅单质 1.存在形式： 元素是无机非金属材料的主角，是 的基本骨干元素，硅在地壳中的含量居第 位，仅次于 。硅是一种亲氧元素，在自然界中全部以 存在，单质硅有 和 两种。 2.硅的结构：晶体硅的结构和相似。 3

7、.物理性质：硅是良好的材料。它是带有 光泽的 色固体，熔点 （1410），硬度 、 有 性。 4.化学性质：硅和碳一样最外层有 个电子，其原子既 又 电子，常温下化学性质 。 (1) 特性：硅具有“亲氟性” Si+ 2F2= Si +4HF= 硅与NaOH的反应： (2)加热时可与O2,Cl2等非金属反应 Si+O2 5.硅的制备 结合教材P81第9题 (1)将石英砂（SiO2）和焦碳在电炉中高温反应生成粗硅和一氧化碳，化学方程式为： ； (2)粗硅转变为纯硅：Si(粗)+2Cl2 SiCl4+2H2 6.硅的用途：晶体硅常用作半导体材料，制造晶体管、芯片、太阳能电池等等。 过渡：自然界中最简

8、单的硅的化合物是它的氧化物SiO2（沙子主要成分）。【课堂达标】1下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（ ）硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛应用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A. B. C. D.2下列表述正确的是()人造刚玉的熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无熔剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐建成三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料夏天到了，游客佩戴添加了氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能AB CD3下列

9、有关玻璃的说法不正确的是（ ）A制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅C玻璃在加热熔化时有固定的熔点D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起4.三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物的形式为_ ，它中和胃酸（HCl）的化学方程式是_。 第四章 第一节 非金属材料的主角(一) 课后练习1素有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶，现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。水晶是较纯净的透明的石

10、英晶体，石英的主要成分是SiO2。下列有关石英的叙述正确的是()A石英都是无色透明的晶体，可以作装饰品，也可以制作光学仪器B石英可以用来生产玻璃C石英晶体可以制取金刚砂D石英不可以用来制取高纯硅，可以制光导纤维2下列关于SiO2的说法，错误的是()ASiO2难溶于水BSiO2分子由一个硅原子和两个氧原子构成C不能用SiO2跟水直接作用制取硅酸DSiO2既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物3下列离子反应方程式书写不正确的是()A二氧化硅与氢氟酸反应：SiO24H=Si42H2OB碳酸钡溶于稀硝酸：BaCO32H=CO2H2OBa2C二氧化硅与氢氧化钠溶液反应：SiO22OH=Si

11、OH2OD把盐酸滴入硅酸钠溶液：SiO2H=H2SiO3(胶体)4在玻璃上刻蚀精美的花纹图案发生的主要化学反应为()ACaCO32HCl=CaCl2H2OCO2BNaHCO3HCl=NaClH2OCO2CSi4HF=SiF42H2DSiO24HF=SiF42H2O5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，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解610 g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生

12、CO2 0.1 mol，则此样品中可能含有的杂质是()AKHCO3和MgCO3 BMgCO3和SiO2CK2CO3和SiO2 DABC都不符合7在一定条件下，既能跟二氧化碳反应，又能跟二氧化硅反应的是()ANa2CO3溶液 B稀硫酸CNaOH溶液 D木炭8写出以SiO2为原料制备H2SiO3的化学方程式。9有三种透明、不溶于水的坚硬固体A、B、C、。A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度为氧气密度的1.375倍。B固体可溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的

13、酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后得到C，C在高温时软化，无固定熔点。(1)A为_，有关反应的化学方程式为_；(2)B为_； (3)C为_；有关反应的化学方程式为_。10 A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。请填空：(1)形成单质A的原子的结构示意图为_，它的最高化合价为_。(2)B的化学式(分子式)为_，B和碳反应生成A和E的化学方程式为_。(3)C的化学式(分子式)为_，D的化学式(分子式)为_。第四章 第一节 非金属材料的主角(二) 课后练习1下列关于硅的化学性质的叙述正确的是()A常温

14、时不和任何酸反应 B常温时可和强碱溶液反应C单质硅比碳的还原性强 D单质硅比碳的氧化性强2下列说法正确的是()A硅是良好的半导体材料，能与盐酸或氢氧化钠溶液反应B二氧化硅不导电，能与盐酸或氢氧化钠溶液反应C硅酸具有多孔性结构，可用作吸附剂或催化剂的载体D二氧化硅是酸性氧化物，能与氢氟酸反应，也能与氢氧化钠溶液反应3下列反应的离子方程式不正确的是()A大理石与醋酸反应：CaCO32CH3COOH=Ca22CH3COOCO2H2OB硅与NaOH溶液：Si2OHH2O=SiO2H2C水玻璃与醋酸反应：SiO2H=H2SiO3D硅石与烧碱溶液反应：SiO22OH=SiOH2O4下列变化中不能一步实现的

15、是()ANa2SiO3H2SiO3BH2SiO3SiO2CSiO2H2SiO3 DSiO2Na2SiO35能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是()ACO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸B在高温条件下，SiO2和Na2CO3能发生反应：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2CSiO2熔点比CO2高DCO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶6有一粗铝，含铁和硅两种杂质。取等量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗铝中铁和硅的关系正确的是()A物质的量之比为11 B物质的量之比为21C

16、质量之比为41 D质量之比为217下列试剂的保存方法正确的是()A氢氟酸存放在玻璃瓶中 B烧碱溶液存放在带橡皮塞的玻璃瓶中C水玻璃存放在滴瓶中 D金属钠保存在冷水里8一固体单质A加入NaOH溶液生成单质气体B和化合物甲，气体B和单质C在一定条件下反应生成化合物乙，化合物甲加入过量盐酸生成白色胶状物质丙，丙彻底脱去化合物乙生成难溶物丁，丁加入NaOH又可生成化合物甲。写出上述物质的化学名称：A_，B_，C_，甲_，乙_，丙_，丁_。10几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示：(1)写出图示反应的几种物质的化学式：A_，C_，E_。(2)写出BE反应的化学方程式：_。(3)写出AD溶液中反应的离子方程式：_。11晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si3HClSi