第1章 第3节 第3课时 预测元素及其化合物的性质-【高考领航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步核心辅导与测评（鲁科版）

第3课时　预测元素及其化合物的性质 *学业要求解读* *活动探究建议* 1.认识原子结构、元素性质以及元素在元素周期表中位置的关系。 2.初步学会利用元素周期表，分析、比较、预测元素及其化合物之间的性质。 3.体会元素周期律(表)在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用。 1.结合有关数据和实验事实，认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，深化理解“位—构—性”之间的关系。 2.查阅相关资料说明元素周期表对合成新物质，寻找新材料的指导作用。 学习任务一　预测硅的性质 预测硅及其化合物的化学性质 1．可以从元素在元素周期表中的位置、原子结构、元素性质三个角度认识元素。 2．可以从物质类别、元素化合价、物质所含有关元素在元素周期表中的位置三个角度认识有关物质的化学性质。 化学式 化学性质预测 预测依据 Si Si与O2反应：Si＋O2SiO2； Si还能与具有强氧化性的F2、Cl2反应：Si＋2F2===SiF4，Si＋2Cl2SiCl4 Si的最外层电子数为4，失电子能力比同族的C强、比同周期的P强，C、P均能与O2反应 SiO2 SiO2与强碱溶液反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O； SiO2与碱性氧化物反应：SiO2＋CaOCaSiO3 SiO2与CO2相似，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性 SiO2与C反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑ SiO2中Si为＋4价，具有弱氧化性 H2SiO3 H2SiO3与碱反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O； 受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O H2SiO3与H2CO3 性质相似，属于弱酸，能与碱反应，受热易分解 Na2SiO3 Na2SiO3与酸反应：Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3， Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl， Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4 ①与Na2CO3相似，Na2SiO3属于弱酸盐，能与酸反应生成H2SiO3； ②同主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性H2CO3＞H2SiO3 [思考1]　将少量CO2通入Na2SiO3溶液会生成白色沉淀，写出相关的化学方程式，并比较碳酸和硅酸的强弱。 提示：反应方程式为H2O＋CO2＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓，说明硅酸的酸性比碳酸的还弱。 [思考2]　根据反应SiO2＋Na2CO3CO2↑＋Na2SiO3，能判断硅酸的酸性比碳酸强吗？为什么？ 提示：不能。“强酸制弱酸”一般用于水溶液中的反应。该反应由SiO2生成CO2是在高温下进行的，不是在水溶液环境中进行的。反应能发生是因为产物CO2是气态能脱离反应体系，使反应正向进行。 硅及其化合物的特性 1．硅的特性 (1)一般情况下，非金属单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅熔、沸点高，硬度大；非金属单质一般不导电，但Si为半导体，有一定的导电能力。 (2)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si却能与HF反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (3)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (4)非金属单质跟碱液的作用，一般非金属单质既作氧化剂又作还原剂，且无H2放出，但Si与碱液(如NaOH溶液)反应只作还原剂，且放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 2．硅的化合物的特性 (1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接用它与水反应来制取H2SiO3。 (2)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的却很高。 (3)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2＋4HF=== SiF4↑＋2H2O。 (4)H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高温下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因是CO2是低沸点、易挥发的气体，SiO2是高沸点、难挥发的固体。 (5)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3却难溶于水，且易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 　下列物质：①水；②氢氟酸；③烧碱溶液；④浓硫酸；⑤氧化钙；⑥浓硝酸；⑦碳酸钠固体。其中，在一定条件下能与SiO2反应的是(　　) A．②③⑤⑦　　　　　　　 B．①③⑤⑥ C．①④⑥ D．全部 [思路点拨]　SiO2虽能与HF、NaOH溶液反应，但SiO2不是两性氧化物。 【解析】　SiO2不与水、浓硫酸、浓硝酸反应，与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，与烧碱溶液反应的化学方程式为SiO2＋2