2017-2018学年高中化学人教版必修1（课件+课时跟踪检测+教学案）：第四章 第一节 无机非金属材料的主角---硅 （打包）

第一节无机非金属材料的主角——硅 第一课时 二氧化硅和硅酸 [课标要求] 1．了解SiO2的结构、性质和用途。 2．了解硅酸的制备和化学性质。 1．硅元素的存在和原子结构 2．二氧化硅 (1)存在与形态 SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石，石英、水晶、玛瑙的主要成分是二氧化硅。 (2)结构 SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体。每个硅原子周围结合4个O原子，每个O原子周围结合2个Si原子。 (3)物理性质 熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。 (4)化学性质 (5)用途 ①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材料，可以制作光导纤维。 ③石英和玛瑙制作饰物和工艺品。 ④实验室中使用石英坩埚。 [特别提醒]　硅是一种亲氧元素，自然界中以SiO2和硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。 1．为什么实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞？(玻璃的成分中含有SiO2) 提示：当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。玻璃中含SiO2，磨砂玻璃遇到强碱如NaOH溶液时，SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3，使试剂瓶受腐蚀。Na2SiO3溶液有良好的粘结性，它易使瓶口与瓶塞粘在一起而难以开启。故使用橡胶塞而不能使用玻璃塞。 2．实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？ 提示：不能。因为氢氟酸腐蚀玻璃，和玻璃中的成分SiO2反应。 3．SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，SiO2属于两性氧化物吗？ 提示：SiO2不是两性氧化物。原因是SiO2不与盐酸、硫酸等强酸反应。 SiO2和CO2的比较 SiO2 CO2 不 同 点 熔、沸点 高 低 状态 无色晶体 气态 与水反应 不反应 CO2＋H2O((H2CO3 与酸反应 只与氢氟酸反应 不反应 相 同 点 与碱性氧 化物反应 CaO＋SiO2CaSiO3 CO2＋CaO===CaCO3 与碱反应 SiO2＋2NaOH=== Na2SiO3＋H2O CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O 与某些盐 反应 SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑ SiO2＋CaCO3 CaSiO3＋CO2↑ CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3 CO2＋H2O＋Na2SiO3 ===H2SiO3↓＋Na2CO3 与碳反应 SiO2＋2C Si＋2CO↑ CO2＋C2CO 1．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都是由相应的分子组成的 解析：选A　虽然SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2却不能溶于水生成H2SiO3，而CO2可溶于水生成H2CO3，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。 2．SiO2是一种酸性氧化物，下列反应的化学方程式中不正确的是(　　) A．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O B．SiO2＋CaOCaSiO3 C．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O D．SiO2＋4HCl===SiCl4＋2H2O 解析：选D　SiO2是一种酸性氧化物，可以和碱、碱性氧化物反应，也可以和氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D项不正确。 1．制备 实验操作 实验现象 滴加酚酞溶液后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有白色胶状沉淀生成 结论 Na2SiO3溶液呈碱性；可溶性硅酸盐与盐酸反应可以制得硅酸，反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓ 2．性质 H2SiO3SiO2＋H2O 完成下列两个反应的化学方程式： (1)向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体：Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3。 (2)H2SiO3与NaOH溶液反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 3．硅胶 [特别提醒]　碳酸能使紫色石蕊溶液变色，硅酸则不能；硅酸的稳定性比碳酸强。 1．SiO2属于酸性氧化物，能否用SiO2与水直接反应制取H2SiO3? 提示：不能；因为SiO2与水不反应。 2．由SiO2如何来制取H2SiO3？用化学方程式表示。 提示：SiO2, H2SiO3。化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O； Na2SiO3 Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2