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必修一 第四章 第一节 无机非金属材料主角—硅学案(一课时)
【学习目标】 1. 了解硅在自然界中的含量、存在、用途。 2. 了解二氧化硅的物理性质,掌握二氧化硅的化学性质。 3. 了解硅酸盐的重要用途及组成。 4. 了解硅的物理性质和重要用途。 【学习重点】 1、二氧化硅的化学性质 2、硅酸盐的重要用途及组成 【自主学习】 概述 1.从物质存在和组成多样性的角度看,

素,该元素的主要存在形式是 的含量居第 位,仅次于 元素是无机非金属材料的主角,是地壳的基本骨干元 ;硅在地壳中

(1)与氢氟酸反应: ★氢氟酸能否用玻璃试剂瓶盛装?★ (2)具有 性氧化物的通性:

(雕刻玻璃) (特性) 【与其它酸不反应】

①与生石灰反应: ②与烧碱溶液反应: ★盛 NaOH 溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞★原因 5. 二氧化碳与二氧化硅性质比较 二氧化碳 物理 性质 状 态 二氧化硅

水溶性 与水反应 与碱反应 (熔融烧碱时, 与碱性氧化物 反应 氧化性 (与 C 反 应) 与酸反应 使用石英坩埚)

如石英、水晶和沙子的主要成分都是 。

2.碳和硅的原子结构示意图分别是_________、_________。碳在自然界的中存在形式有________, 而硅在自然界中主要以_________和_________的形式存在,原因是硅是一种________元素。 3.以 CO2 为例,用方程式表示酸性氧化物的通性。 ⑴与水反应 ⑵与碱性氧化物反应 ⑶与碱反应 一、二氧化硅 1. 二氧化硅的结构 Si 与 O 按 的比例组成的 状原子晶体。 6、用途: 二、硅酸 , 1:硅酸的性质 硅酸在水中的溶解度 2:硅酸的制备 石英晶体:结晶的二氧化硅 结晶形 水晶:石英中无色透明的晶体 玛瑙:水晶中具有彩色环带或层状的为玛瑙 3:物理性质 SiO2 溶于水,熔点 ,硬度 。 依据课本P76 实验 4—1,结合下表完成实验。 实验步骤 在 试 管 中 加 入 2ml 饱 和 Na2SiO3 溶液, 滴入 1~2 滴酚 酞溶液
-1-

化 学 性 质

2. 二氧化硅在自然界中常见的形式 地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量 其存在形式有 统称 和 两大类,

,酸性

H2CO3。

实验现象 溶液颜色由无色变 成 色

结论和解释

Na2SiO3 溶液呈



4:化学性质 (化学稳定性很

,与水不反应。 )

再用胶头滴管逐滴加入稀盐 酸,边加边振荡,至溶液颜色 变浅并接近消失时停止。 硅酸的制备原理:

化学方程式: 溶液颜色由 色,最后出现 色逐渐变 酸性强弱: 盐酸 硅酸

A.因为 SiO2 不溶于水,故 H2SiO3 不是 SiO2 对应的酸或者说 SiO2 不是 H2SiO3 对应的酸酐 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.氢氟酸能够雕刻玻璃 析:SiO2 中 Si 呈+4 价, H2SiO3 中 Si 为+4 价,且 H2SiO3(加热)= SiO2 + H2O,故 A 项错误,B 项发生的反应:Na2SiO3 + CO2 (少量)+ H2O =H2SiO3↓+Na2CO3, D 项发生的反 应为:4HF+ SiO2 = SiF4↑+ 2H2O。 5、在炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中,都需要原料 A.纯碱 B.石灰石 C.石英 D.粘土

可溶性硅酸盐+酸:如 Na2SiO3+HCl= Na2SiO3+CO2+H2O= ★ 用二氧化硅和水行吗?★ 3:用途: “硅胶”干燥剂,催化剂载体等 过关训练 1 下列关于硅的说法不正确的是 A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料 C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应 D.当加热到一定程度时,硅能与氧气、氢气等非金属反应 常温下,硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应,加热和高温条件下,硅能与氧气、氢气起反应。 2、与普通玻璃相比具有相同组成的是 A.钢化玻璃 C.石英玻璃 B.光学仪器玻璃 D.有色玻璃

析:这是一道硅酸工业中理论联系实际问题的试题。解答本题时应熟悉生产玻璃、水泥等产品 的原料情况。制玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英;制水泥的原料是石灰石、粘土等;炼铁的主要 原料是铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。相互对比后可知 B 项为正确答案。 6、有一粗硅,含铁和硅两种杂质,取等质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,放出等量的氢气,则该粗硅中铁和硅的关系正确的是 A.物质的量之比为 1:1 C.质量比为 4:1 B.物质的量比为 2:1 D.质量比为 2:1

析:粗硅与盐酸反应是铁与盐酸反应 Fe +2HCl = FeCl2 + H2 ↑ ;粗硅与碱反应是硅与碱反 应 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 ↑因放出等量氢气, 则铁与硅的物质的量之比为 2: 1, 质 量比为 4:1。 7、请回答下列问题: (1)下列属于无机非金属材料的是 A.高强度水泥 C.氧化铝陶瓷 B.钢化玻璃 D.光导纤维

析:钢化玻璃是把普通玻璃放入电炉里加热变软后急剧冷却,就好像钢淬火一样,所以叫做钢化玻 璃,但它和普通玻璃成分相同。光学玻璃是制玻璃的原料中,多加了氧化铅。有色玻璃是在生产玻 璃的原料中掺入某些金属氧化物,使之均匀地分散在玻璃态的物质中。比如加入 Co2O3 制得蓝色钴 玻璃。石英玻璃的主要成分是二氧化硅。 3.熔融烧碱应选用的器皿是 A.石英坩埚 C.生铁坩埚 B.普通玻璃坩埚 D.陶瓷坩埚

(2)磷酸钙陶瓷也是一种新型无机非金属材料,它可以用于制成人造骨骼,这是利用这类材 料的 A.耐高温特性 C.光学特性 B.电学特性 D.生物功能

研析:实验中选用器皿,既要考虑器皿材料的熔点,又要考虑材料与所盛物质之间能否反应。 石英、普通玻璃、陶瓷中均含有 SiO2,高温下,烧碱能与 SiO2 反应而使坩埚腐蚀:SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O,铁在高温下不与 NaOH 反应。 答案:C。 4、下列说法不正确的是
-2-

析: (1)水泥、玻璃属硅酸盐材料,是传统无机非金属材料。 (2)新型无机非金属材料的四种 特性不一定是这类材料的共性,不同的材料具有不同的特性。根析型无机非金属材料的四种特性及 其应用进行判断。


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