第1章 第3节 第3课时 预测元素及其化合物的性质-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019 单选）

第3课时　预测元素及其化合物的性质 课程标准解读 1．能根据学过的一些典型元素的性质预测同主族其他元素的性质。 2．了解硅及其化合物的性质及应用。 3．了解元素周期表的应用。 知识点一　硅及其化合物的性质 1．性质的预测 (1)硅元素的原子结构及性质分析 原子结构示意图 最高正价 最低负价 元素类别 得电子能力 ＋4 －4 非金属元素 较弱 (2)性质预测 硅及其化合物的化 化学性质预测 预测依据 Si 化学性质不活泼，但是在一定条件下能与氧气等发生化学反应，由于其性质的特殊性，可能还具有独特的性质 与碳元素同主族，与碳单质具有相似的化学性质 SiO2 具有酸性氧化物的通性，能与碱、碱性氧化物等发生反应，可能也具有一定的特性 与碳元素同主族，与CO2具有相似的化学性质 H2SiO3 具有酸的性质，能与碱反应，但酸性较弱，酸性弱于碳酸 同主族元素性质的相似性和递变规律 2．化学性质验证 (1)单质硅的化学性质 ①常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF、强碱(如NaOH)溶液反应： Si＋2F2===SiF4； Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 ②加热条件下和某些非金属单质(如O2、Cl2)发生反应： Si＋O2SiO2。 (2)SiO2的化学性质 ①具有酸性氧化物的通性： a．常温下SiO2与强碱溶液反应生成盐和水： SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O； b．高温下SiO2与碱性氧化物反应生成盐： SiO2＋CaOCaSiO3。 ②弱氧化性：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑。 ③特性：与氢氟酸(HF)反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 此反应常被用来刻蚀玻璃。 (3)H2SiO3的化学性质 H2SiO3是一种弱酸，具有酸的性质，但是酸性比碳酸的弱。 验证：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。 学生用书第33页 硅和二氧化硅的用途 (1)硅是现在应用最广泛的半导体材料，可以用于制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池。 (2)二氧化硅用途广泛，常用作制造石英表的压电材料和通信材料光导纤维。透明的石英晶体(水晶)常用来制造电子部件和光学仪器。　　 [判断正误](正确的打“√”，错误的打“×”) (1)因为硅的化学性质不活泼，所以在自然界中有游离态的硅存在。(×) (2)硅单质不与任何酸发生化学反应。(×) (3)SiO2是酸性氧化物，所以SiO2能与H2O反应生成硅酸。(×) (4)Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，往其中通入CO2有沉淀产生。(√) (5)二氧化硅可以做太阳能电池板。(×) (6)因为SiO2能导电，所以SiO2能用于制造光导纤维。(×) 硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%。SiO2是玻璃的成分之一。 问题1　工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，为什么？ 提示：　氢氟酸能够与玻璃中的二氧化硅反应：4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O，能腐蚀玻璃，故用氢氟酸来雕刻玻璃。 问题2　实验室中盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶用橡胶塞而不是用玻璃塞，为什么？ 提示：　玻璃的主要成分之一SiO2与氢氧化钠溶液反应生成的物质硅酸钠属于矿物胶，因此实验室中盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶用橡胶塞而不是用玻璃塞。 问题3　玛瑙的主要成分为二氧化硅，由于其与水化二氧化硅(硅酸)交替而常重复成层。因其夹杂氧化金属，颜色可从极淡色到暗色。想一想如何由二氧化硅制取硅酸。 提示：　二氧化硅不与水反应，故应先与碱(如NaOH溶液)反应生成硅酸盐，再与酸(如盐酸)反应生成硅酸。 1．二氧化碳与二氧化硅的异同 二氧化碳 二氧化硅 存在 空气中 岩石、硅石、石英、水晶、硅藻土中都含SiO2 物理性质 熔、沸点低，常温时是气体，微溶于水 坚硬难溶的固体，不溶于水 化学性质 与碳 CO2＋C2CO SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑SiO2＋3CSiC＋2CO↑ 与水 CO2＋H2O⇌H2CO3 不反应 与酸 不反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 与NaOH溶液 CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 与CaO CO2＋CaO=== CaSiO3 S iO2＋CaO CaCO3 用途 饮料、制碱 光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表、电子部件 　　 2