高一化学必修一二氧化硅和硅酸

第 一 课 时 二 氧 化 硅 和 硅 酸 一 、 自 然 界 中 的 硅 元 素硅 在 地 壳 中 的 含 量 仅 次 于 ， 硅 是 一 种 亲 氧 元 素 ，硅 的 和 约 占 地 壳 质 量 的 9 0 %以 上 ； 硅 原子 最 外 层 有 个 电 子 ， 既 不 易 失 去 电 子 ， 也 不 易 得 到电 子 ， 主 要 形 成 四 价 化 合 物 主 要 形 成 价 的 化 合物 氧 化 物 硅 酸 盐4 4氧 天 然结 晶 水 晶玛 瑙小 粒二 、 二 氧 化 硅1 存 在 形 式 SiO2的 存 在 形 态 有 _形 和 _形两 大 类 ， 水 晶 、 玛 瑙 的 主 要 成 分 是 _的 二 氧 化硅 结 晶 结 晶 无 定 水 晶 玛 瑙 结 晶 无 定结 晶1 2立 体 网 状 4 2高 大不 正 四 面 体 空 间 网 状 结 构 硅 氧 比 例 ： 1： 2 没 有 SiO2 分 子 存 在 只 存 在 硅 氧 原 子 3 物 理 性 质二 氧 化 硅 是 的 体 ， 于 水 2） SiO2的 四 面 体 结 构 坚 硬 难 熔 不 溶 石 英 制 品 4 化 学 性 质 ： 很 稳 定(1 )与 氢 氟 酸 (HF)反 应 HF是 唯 一 可 以 与 之 发 生 反 应 的 酸 ： (可 以 用 来 雕 刻 玻 璃 )(2 )SiO2 作 为 酸 性 氧 化 物 可 以 和 、 反 应 ， 但与 水 和 碱 反 应 ： . 和 碱 性 氧 化 物 反 应 ： .SiO2 4 HF=SiF4 2 H2 O强 碱 碱 性 氧 化 物不 反 应 SiO2 2 NaOH=Na2 SiO3 H2 OSiO 2 CaO CaSiO3（ 3） 弱 氧 化 性 ： SiO2 + 2C = Si + 2CO高 温 （ 4） 与 盐 反 应 ： Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2 CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2 高 温 高 温 1 、 保 存 氢 氧 化 钠 溶 液 的 试 剂 瓶 能 使 用 玻 璃 塞 吗 ？ 为 什 么 ？提 示 ： 盛 放 NaOH溶 液 的 试 剂 瓶 不 能 用 玻 璃 塞 ， 因为 玻 璃 中 含 有 的 SiO2 ， 可 与 NaOH溶 液 反 应 生 成 具有 黏 性 的 Na2 SiO3 ， 使 瓶 塞 不 易 打 开 探 讨 交 流2、 实 验 室 如 何 保 存 氢 氟 酸 ？提 示 ： 氢 氟 酸 可 腐 蚀 玻 璃 ， 故 应 保 存 在 铅 制 的容 器 或 塑 料 容 器 中 5 二 氧 化 硅 的 用 途(1 )以 SiO2 为 主 要 成 分 的 沙 子 是 基 本 的 建 筑 材 料 ；(2 )制 造 电 子 部 件 和 光 学 仪 器 ；(3 )是 信 息 公 路 的 骨 架 的 主 要 成 分 ；(4 )用 石 英 、 玛 瑙 制 作 的 工 艺 制 品 （ 5） 实 验 室 中 使 用 石 英 坩 埚 。 光 导 纤 维 2 化 学 性 质(1 )弱 酸 性 ：向 Na2 SiO3 溶 液 中 通 入 CO2 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为 .结 论 ： H2 SiO3 酸 性 比 H2 CO3 酸 性 Na2 SiO3 CO2 H2 O=H2 SiO3 +Na2 CO3弱三 、 硅 酸1物 理 性 质_于 水 的 白 色 胶 状 物 质 。难 溶 (2 )不 稳 定 性H2 SiO3 受 热 易 分 解 ， 反 应 方 程 式 为 .注 ： 硅 酸 只 能 与 强 碱 反 应 ， 不 能 使 酸 碱 指 示 剂 变 色反 应 方 程 式H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O 2 硅 酸 的 制 备二 氧 化 硅 难 溶 于 水 ， 故 不 能 与 水 化 合 制 硅 酸通 常 用 可 溶 的 硅 酸 盐 与 酸 反 应 制 得 硅 酸红 色无 色 白 色 胶 状 沉 淀碱 性Na 2SiO3 2H Cl=2NaCl H 2SiO3 3 硅 酸 的 存 在 及 用 途(1 )浓 度 小 时 ： 形 成 (2 )浓 度 大 时 ： 形 成 (3 )硅 胶硅 酸 凝 胶 经 干 燥 脱 水 得 到 的 ， 称 为 “ ” ，硅 胶 多 孔 ， 具 有 强 的 ， 常 用 作 或 . 硅 酸 溶 胶硅 酸 凝 胶 硅 酸 干 凝 胶 硅 胶吸 水 性 干 燥 剂催 化 剂 的 载 体 1 自 然 界 中 的 硅 既 有 化 合 态 ， 又 有 游 离 态 ( )提 示 ： 错 误 ， 因 硅 有 亲 氧 性 ， 在 自 然 界 中 只 有 化 合 态 ， 而 无 游 离 态 2 沙 子 、 水 晶 、 玛 瑙 的 主 要 成 分 都 是 SiO2 . ( )提 示 ： 正 确 ， 它 们 都 是 结 晶 形 二 氧 化 硅 3 盛 装 纯 碱 溶 液 的 试 剂 瓶 可 用 玻 璃 塞 ( )提 示 ： 错 误 ， 因 纯 碱 溶 液 呈 碱 性 ， 故 不 能 用 玻 璃 塞 4 硅 酸 钠 溶 液 可 使 酚 酞 溶 液 变 红 ( ) 提 示 ： 正 确 5 反 应 ： Na2SiO3 CO2 H2O=H2SiO3 Na2CO3说 明硅 酸 酸 性 弱 于 碳 酸 ( ) 提 示 ： 正 确 自 查 诊 断 ： 正 误 判 断 一 、 二 氧 化 碳 与 二 氧 化 硅 的 比 较名 称 二 氧 化 碳 二 氧 化 硅主 要 存 在 环境 空 气 岩 石 中 ， 石 英 、 沙 子和 硅 藻 土 都 含 有 SiO2物 理 性 质 熔 、 沸 点 低 ， 常温 下 是 气 体 ， 微溶 于 水 硬 度 大 ， 熔 点 高 的 固体 ， 不 溶 于 水点 拨 重 点 攻 克 难 点 名 称 二 氧 化 碳 二 氧 化 硅化 学性 质 与 水 反 应 CO2 H 2O H 2CO3 不 反 应与 酸 反 应 不 反 应 SiO2 4H F= SiF4 2H 2O与 NaOH 反 应 CO2 2NaOH = Na2CO3 H 2O SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H 2O与 CaO反 应 CO 2 CaO= CaCO3 SiO2 CaO CaSiO3与 C反 应 CO2 C 2CO SiO2 2C Si 2CO用 途 人 工 降 雨 光 导 纤 维 、 光 学 仪 器 二 氧 化 碳 与 二 氧 化 硅 性 质 的 不 同 主 要 是 由 其 结 构 的不 同 决 定 的 ， “ CO2 ” 可 称 为 1 个 二 氧 化 碳 分 子 ， 而“ SiO2 ” 却 不 能 表 示 1 个 二 氧 化 硅 分 子 ， 只 能 表 示 该 晶 体中 硅 、 氧 原 子 的 个 数 比 为 1 2 .特 别 提 醒 二 、 硅 酸 的 制 备 与 弱 酸 性SiO2 难 溶 于 水 ， 不 能 与 水 发 生 反 应 ， 在 制 备 硅 酸 时 应 用 可溶 性 硅 酸 盐 与 较 强 酸 反 应 ， Na2 SiO3 2 HCl=2 NaClH2 SiO3 或 Na2 SiO3 CO2 H2 O=Na2 CO3 H2 SiO3 .如 何 用 实 验 同 时 能 证 明 酸 性 ： 盐 酸 碳 酸 硅 酸 ？ 例 1 下 列 关 于 二 氧 化 硅 的 说 法 中 正 确 的 是 ( )A 二 氧 化 硅 分 子 由 一 个 硅 原 子 和 两 个 氧 原 子 构 成B 在 二 氧 化 硅 晶 体 中 ， 每 个 硅 原 子 周 围 结 合 4 个 氧 原 子C 二 氧 化 硅 可 用 来 制 作 干 燥 剂 ， 因 二 氧 化 硅 可 与 水 反 应D 二 氧 化 硅 是 酸 性 氧 化 物 ， 它 不 溶 于 任 何 酸授 之 以 渔 ， 举 一 反 三考 查 点 一 二 氧 化 硅 的 结 构 和 性 质 B 二 氧 化 硅 是 酸 酐 (即 酸 性 氧 化 物 )的 原 因 是 ( )A 它 溶 于 水 得 相 应 的 酸B 它 对 应 的 水 化 物 是 可 溶 性 强 酸C 它 与 强 碱 溶 液 反 应 只 生 成 盐 和 水D 它 是 非 金 属 氧 化 物 C 例 2 能 证 明 碳 酸 的 酸 性 比 硅 酸 强 的 事 实 是 ( )A CO2 溶 于 水 生 成 碳 酸 ， SiO2 不 溶 于 水 也 不 能 跟 水 直 接 反应 生 成 硅 酸B 在 高 温 条 件 下 ， SiO2 和 Na2 CO3 能 发 生 反 应 ： SiO2 Na2 CO3 Na2 SiO3 CO2 C SiO2 熔 点 比 CO2 高D CO2 通 入 Na2 SiO3 稀 溶 液 中 ， 生 成 白 色 胶 状 沉 淀 ， 所 生 成的 H 2 SiO3 逐 渐 聚 合 而 形 成 硅 酸 溶 胶 考 查 点 二 硅 酸 的 制 备 及 其 弱 酸 性 D 1 、 下 列 关 于 硅 酸 的 叙 述 ， 错 误 的 是 ( )A 硅 酸 是 一 种 很 弱 的 酸B 硅 酸 可 由 二 氧 化 硅 与 水 反 应 制 得C 硅 酸 不 稳 定 ， 加 热 脱 水 会 生 成 二 氧 化 硅D 硅 酸 可 以 由 可 溶 性 硅 酸 盐 与 盐 酸 反 应 制 得 B 2、 将 过 量 的 CO2分 别 通 入 CaCl2溶 液 ； Na2SiO3溶 液 ； NaAlO2溶 液 ； 饱 和Na2CO3溶 液 ； Ca(OH)2.最 终 溶 液 中 有 白色 沉 淀 析 出 的 是 ( ) A B C D B 3、 A、 B、 C、 D、 E代 表 单 质 或 化 合 物 ， 它 们 之 间 的相 互 转 换 关 系 如 图 所 示 A为 地 壳 中 含 量 仅 次 于 氧的 非 金 属 元 素 的 单 质 请 填 空 ： (1)形 成 单 质 A的 原 子 的 结 构 示 意 图 为 _， 它 的 最 高 化 合 价 为 _ (2)B的 化 学 式 (分 子 式 )为 _ B和 碳 反 应 生 成 A和 E的 化 学 方 程 式 是_ (3)C的 化 学 式 为 _， D的 化 学 式 为 _ 4 SiO2 SiO 2 2C Si 2CO CaSiO3 Na2SiO3