第1章 第3节 第3课时 预测元素及其化合物的性质（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

第三课时　预测元素及其化合物的性质 新知探究(一)——根据同周期、同主族元素性质的递变规律预测硅的性质 (一)元素性质的推断依据 元素的性质通常包括元素化合价、原子半径、元素原子的得失电子能力等，可以根据元素原子结构的特点和元素在周期表中的位置认识元素的性质。 (二)预测硅的性质 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．硅及其化合物的性质预测 硅及其化合物的化学式 物质类别 化学性质预测 预测依据 Si 非金属单质 具有还原性，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 Si与C同主族，其具有还原性 SiO2 酸性氧化物 具有酸性氧化物的性质，能与碱、碱性氧化物反应 Si与C同主族，且CO2具有酸性氧化物的性质 具有氧化性 Si元素为＋4价 H2SiO3 酸 具有酸的性质，能与碱反应，但酸性较弱，弱于碳酸、磷酸等 Si与C同主族，且非金属性：Si<C_ (三)化学性质验证 1．硅 (1)硅的位置和存在 在元素周期表中的位置 第3周期ⅣA族 元素在自然界中的存在形式 只有化合态 物理性质 晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高 用途 晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池 (2)化学性质 2．二氧化硅 物质 二氧化硅 化学式 SiO2 物理性质 熔、沸点高，不溶于水 化学性质 与水 不反应 与C反应 SiO2＋2CSi＋2CO↑ 与氢氟酸反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O该反应曾用于刻蚀玻璃 与碱(NaOH)反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 盛碱液的试剂瓶要用橡胶塞 与盐(Na2CO3、CaCO3)反应 SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、 SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑ 与碱性氧化物(CaO)反应 SiO2＋CaOCaSiO3 主要用途 可用来制造光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品 3．硅酸(H2SiO3) 4.硅酸盐与无机非金属材料 (1)硅酸盐：由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物的总称。 (2)传统的无机非金属材料之一——硅酸盐材料 普通水泥 普通玻璃 陶瓷 主要原料 石灰石、黏土、石膏 纯碱、石灰石、 石英 黏土、长石、石英 主要成分 硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)等 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 复杂的混合物 (四)硅及其化合物的特性 1．SiO2是H2SiO3的酸酐，但它与水不反应，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能跟氢氟酸作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 4．H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但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。 [题点多维训练] 题点(一)　硅及其化合物的性质 1．下列关于硅和二氧化硅的说法不正确的是 (　 ) A．晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的固体 B．硅的化学性质很稳定，在自然界里无游离态的硅存在，常温下可与其他物质发生反应 C．硅和二氧化硅都能与NaOH溶液反应 D．工业上用焦炭在高温条件下还原二氧化硅来制备硅，说明通常情况下还原性：C>Si 解析：选D　自然界中硅只以化合态形式存在，常温下硅可与氢氟酸、强碱溶液等反应。硅与NaOH溶液反应生成H2和硅酸钠，SiO2是酸性氧化物，能与碱反应。通常情况下还原性：C<Si，而反应SiO2＋2CSi＋2CO↑在高温下能发生，是因为生成的CO逸出反应体系，促使反应向右进行。 2．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．只有②③⑤⑦ B．只有①③⑤⑥ C．只有①④⑥ D．全部 解析：选A　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＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，与氧化钙反应的化学方程式为SiO2＋CaOCaS