高中化学第4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

1、第四章 非金属及其化合物第一节第一节无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅第1课时二氧化硅和硅酸自主阅读自主检测一、二氧化硅1.存在存在形态有结晶形和无定形两大类,水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。2.物理性质自主阅读自主检测3.化学性质4.用途(1)以SiO2为主要成分的沙子是基本的建筑材料。(2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料,可以制作光导纤维。(3)用石英和玛瑙制作饰物和工艺品。自主阅读自主检测二、硅酸1.硅酸的性质(1)弱酸性。向Na2SiO3溶液中通入CO2,反应的化学方程式为结论:H2SiO3酸性比H2CO3酸性弱。(2)不稳定性。自主阅读自主检测2.硅酸的

2、制备(1)Na2SiO3溶液与CO2的反应:Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3(胶体)+Na2CO3。(2)Na2SiO3与盐酸的反应:Na2SiO3+2HClH2 SiO3(胶体)+2NaCl。3.硅酸的存在及用途(1)浓度小时:形成硅酸溶胶。(2)浓度大时:形成硅酸凝胶。(3)硅胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶,称为“硅胶”,具有很强的吸水性,常用作干燥剂或催化剂的载体。自主阅读自主检测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.可用反应Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3(胶体)制取硅酸C.因为硅酸难溶于水,所以它不能与N

3、aOH溶液反应D.干燥剂“硅胶”的主要化学成分是硅酸解析:A项SiO2不溶于水,也不与水反应;C项硅酸能溶于NaOH;D项“硅胶”的主要成分是SiO2。答案:B情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二二氧化硅的性质二氧化硅的性质讨论探究(1)实验室保存NaOH溶液时为何不能使用玻璃塞?而保存氢氟酸为什么不能用玻璃瓶?(2)SiO2既能与NaOH溶液反应,也能与氢氟酸反应,SiO2属于两性氧化物吗?情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二探究提示:(1)因NaOH会与玻璃的主要成分SiO2反应,生成的Na2SiO3溶液会使瓶塞与瓶口黏连在一起。氢氟酸能快速腐蚀玻璃。(2)不属于。两性氧化物指既能

4、与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢氟酸反应但并不生成盐和水,这只是SiO2的一个特性,SiO2属于典型的酸性氧化物。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二SiO2的特性(1)酸性氧化物一般能与水反应生成对应的酸,但SiO2不溶于H2O,不能直接与H2O反应生成H2SiO3。(2)非金属氧化物的熔点一般较低,但二氧化硅的熔点很高。(3)酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2可以与氢氟酸反应:SiO2+4HF SiF4+2H2O。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二例题下列关于二氧化硅的说法中,错误的是()A.二氧化硅也叫做硅酸酐B.二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成

5、C.不能用二氧化硅与水直接作用制取硅酸D.二氧化硅既能与氢氟酸反应,又能与烧碱反应情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二解析:答案:B情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二成功体验在一定条件下,既能与CO2反应,又能与SiO2反应的物质是()NaHCO3溶液浓硫酸NaOH溶液碳A.B.C.D.答案:D重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领硅酸的性质和制备硅酸的性质和制备硅酸的制备重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领讨论探究(1)SiO2属于酸性氧化物,能否用SiO2与H2O直接反应制取H2SiO3?(2)

6、已知SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2,这能否证明硅酸的酸性比碳酸强?探究提示:(1)不能。虽然SiO2属于酸性氧化物,但SiO2难溶于水,无法用SiO2与H2O反应制取H2SiO3,可用Na2SiO3与酸反应制取。(2)不能。该反应是在高温下进行的,产物中CO2为气体,生成后脱离反应体系,使反应能向右进行到底。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领例题导学号98980062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SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2的反应,可推知硅酸酸性比碳酸酸性强C.CO2气体通入硅酸

7、钠溶液中可以制得硅酸D.SiO2溶于水显酸性解析:硅酸不溶于水,但与NaOH溶液反应:H2SiO3+2NaOH Na2SiO3+2H2O,A错误;B项中该反应之所以能发生是高温条件下CO2以气体形式逸出,使反应进行得较彻底,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错误。答案:C重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领成功体验能证明碳酸比硅酸酸性强的实验是()A.CO2溶于水生成碳酸而SiO2却不溶于水B.高温时发生反应:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+

8、CO2C.碳酸比硅酸受热易分解D.将CO2通入Na2SiO3的水溶液中有白色胶状沉淀生成解析:利用强酸制取弱酸的反应原理,CO2溶于水形成碳酸,碳酸与Na2SiO3溶液反应得到硅酸胶体,从而证明碳酸的酸性强于硅酸。答案:D1 2 3 41.光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一,它使信息科学迅猛发展。光导纤维的主要成分是()A.CaCO3B.SiO2C.Na2SiO3D.CaSiO3解析:光导纤维的主要成分是SiO2,CaCO3是石灰石、大理石的主要成分,Na2SiO3是水玻璃的主要成分。答案:B1 2 3 42.关于二氧化硅的叙述不正确的是()水晶的主要成分是SiO2能与强碱反应,但不能与

9、水反应硅与碳最外层都有4个电子,故SiO2的物理性质与CO2类似既属于酸性氧化物,又属于碱性氧化物A. B.C. D.解析:SiO2区别于CO2的结构和性质,SiO2区别于Al2O3的两性。答案:B1 2 3 43.下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()A.CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐B.CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸C.CO2是酸性氧化物,SiO2是两性氧化物D.CO2和SiO2都是由相应的分子构成的解析:虽然SiO2是H2SiO3的酸酐,但却不能溶于水生成H2SiO3,B错误;SiO2与CO2都是酸酐,都是酸性氧化物,A正确,C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错误。答案:A1 2 3 44.下列说法不正确的是()A.因SiO2不溶于水,故H2SiO3不是SiO2对应的酸,或者说SiO2不是H2SiO3的酸酐B.CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀C.SiO2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,因而不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸1 2 3 4解析:SiO2不溶于水,不能与水反应生成H2SiO3,SiO2可看作是H2SiO3失去一分子H2O而形成的,且SiO2与H2SiO3中硅元素价态相同,故SiO2是H2SiO3的酸酐,A错误;由于H2CO3的酸性比硅酸强,