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第1课时 二氧化硅和硅酸,第四章 第一节 无机非金属材料的主角硅,学习目标定位 1.了解硅在自然界中的存在形式，硅酸盐产品的组成和重要用途。 2.了解二氧化硅的结构、性质和用途。 3.了解硅酸的制备、性质和应用。,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,1.硅元素在地壳中的含量是26.3%，仅次于氧。 (1)硅元素在自然界中主要以 的形式存在，因为硅是一种 元素。 (2)硅原子结构示意图为 ，最外层有 个电子，易形成 价的化合物。 2.硅的氧化物为二氧化硅，俗名为 。 (1)天然二氧化硅分为 (如方石类、水晶等)和 (如硅藻土)。 (2)根据日常生活中的实例描述二氧化硅的物理性质：_ 。,一、二氧化硅,氧化物及硅酸盐,亲氧,4,4,硅石,结晶形,无定形,坚硬固体、不溶于水、,熔点高,(3)二氧化碳和二氧化硅性质的比较(写出相关化学方程式),气体，熔、沸点低， 易溶于水,固体，熔、沸点高， 硬度大，不溶于水,CaOCO2=CaCO3,2NaOHCO2=Na2CO3 H2O,SiO22NaOH=Na2SiO3 H2O,(1)二氧化硅与二氧化碳的物理性质差异 较大的原因是 。 二氧化硅晶体结构如图： 二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按_ 的比例所组成的 结构的晶体。 (2)二氧化硅的化学性质很稳定，与水、一般酸不反应，能与氢氟酸反应，能与碱、碱性氧化物反应。,物质晶体结构不同,12,立体网状,1.关于二氧化硅，下列叙述正确的是_(填序号)。 化学性质不活泼，熔融氢氧化钠固体可用石英坩埚 是酸性氧化物，溶于水显酸性，不溶于任何酸 物理性质与CO2相似 SiO2晶体是由SiO2分子直接组成的 水晶、石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2 光导纤维在强碱性条件下易发生“断路”,答案,解析,解析 SiO2晶体是由原子构成的空间网状结构，化学性质稳定，SiO2与NaOH发生反应，熔融NaOH固体不能用石英坩埚，不正确； SiO2属于酸性氧化物，与H2O不反应，但能与HF反应，不正确； SiO2与CO2结构不同，物理性质差别很大，不正确； SiO2晶体是由Si、O原子构成的，不含SiO2分子，不正确； 正确； 光导纤维主要成分为SiO2，SiO2与碱反应，因此强碱条件下易发生“断路”，正确。,解析 二氧化硅是硅原子和氧原子按12的数目比形成的具有立体网状结构的晶体，是熔点高、硬度大的固体；二氧化硅是一种不溶于水的酸性氧化物，与水不反应；磨口玻璃塞中的二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应，生成具有粘性的硅酸钠，容易使玻璃塞与瓶口粘结在一起；氢氟酸能腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，常用塑料瓶盛装氢氟酸。,2.二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列说法不正确的是 A.二氧化硅是一种立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大 B.二氧化硅为酸性氧化物，能与水反应生成硅酸 C.实验室不能用磨口玻璃塞试剂瓶盛放氢氧化钠溶液 D.氢氟酸能雕刻玻璃，不能用玻璃瓶盛放氢氟酸,答案,解析,思维启迪,思维启迪 (1)盛放碱性溶液(如氢氧化钠溶液)的试剂瓶应用橡胶塞或软木塞，而不能用磨口玻璃塞。 (2)氢氟酸不能用玻璃瓶盛放，常用塑料瓶盛放氢氟酸。 (3)石英坩埚不能熔融氢氧化钠等碱性固体。,1.硅酸的制备：按表中实验操作要求完成实验，并将观察到的实验现象及有关结论填入表中：,二、硅酸,溶液变为红色,Na2SiO3溶液呈碱性,溶液由红色变为无色，有白色胶状沉淀物生成,硅酸为不溶于水的白色固体,有白色胶状沉淀物生成,硅酸的酸性比碳酸弱,相关视频,2.写出上述实验中反应的化学方程式。 (1)Na2SiO3溶液与盐酸反应： 。 (2)将CO2通入Na2SiO3溶液中：_。,Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,(1)实验室常用 与酸反应制取硅酸。 (2)硅酸的性质：具有酸性，酸性比碳酸弱；受热易分解。 (3)硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到 ，具有较强的 性，常用作干燥剂及催化剂载体。,可溶性硅酸盐,硅胶(或硅酸干凝胶),吸水,3.下列关于硅酸的说法正确的是 A.硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得 B.用反应Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了 可溶性酸制难溶性酸的性质 C.因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应 D.硅胶可用作袋装食品的干燥剂,答案,解析,解析 SiO2不能与水反应生成硅酸，A错； B中反应是利用了强酸制弱酸的性质，B错； 硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C错。,学习小结,1.石英、沙子、水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分均是二氧化硅。二氧化硅是硅酸的酸酐，但硅酸不能由二氧化硅与水反应制得。 2.熟记三个化学方程式 (1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O； (2)SiO24HF=SiF42H2O； (3)Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。,达标检测,解析 光导纤维的主要成分为SiO2。,1,2,3,4,5,答案,解析,1.华裔科学家高锟因“在光学通信领域中光在光导纤维中传输”的研究方面所取得的开创性成就获得了诺贝尔物理学奖。光导纤维的主要成分是 A.Si B.SiO2 C.Na2SiO3 D.SiCl4,1,2,3,4,5,答案,解析,2.下列说法正确的是 A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应 B.二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成 C.硅酸的酸性比碳酸的酸性强，且硅酸不溶于水 D.CO2与SiO2均具有氧化性，可作氧化剂,解析 SiO2可以跟氢氟酸反应，反应的化学方程式为SiO24HF=SiF42H2O，A项不正确； 二氧化硅中不存在SiO2分子，B项不正确； 硅酸的酸性比碳酸弱，且不溶于水，C项不正确。,解析 项中溶液呈碱性，不能与光滑的玻璃反应，但能与磨口玻璃裸露的SiO2反应，生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的黏结性，易使瓶塞与瓶壁粘在一起而难以开启。氢氟酸能腐蚀玻璃，不能用玻璃试剂瓶盛放。,1,2,3,4,5,答案,解析,3.下列溶液中碳酸钠溶液 氢氟酸 氢氧化钠溶液 氯化钠溶液，可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是 A. B. C. D.,解析 SiO2是酸性氧化物；酸性：H2CO3H2SiO3；图中有的转化反应不是氧化还原反应，如SiO2与NaOH溶液的反应。,1,2,3,4,5,答案,解析,4.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是 A.SiO2属于两性氧化物 B.酸性：H2SiO3H2CO3 C.硅胶吸水后可重复再生 D.图中所示转化反应都是 氧化还原反应,5.硅胶和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致密的SiO2。二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质上表现出差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，经历以下三步，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。 (1)用NaOH(aq)溶解石英：_。,解析 石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，与碱反应生成盐和水：2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O。,1,2,3,4,5,答案,解析,(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：_ _。写出硅胶的一种用途：_。,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 过滤，除去石英中的杂质，得滤液为Na2SiO3(aq)，硅酸是弱酸，Na2SiO3与盐酸发生复分解反应：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。,解析 微热，H2SiO3(aq)浓缩，H2SiO3聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水，生成多孔硅胶：H2SiO3 H2OSiO2。硅胶的制备过程：,H2OSiO2,干燥剂(或催化剂载体),硅胶的主要用途有两种：作干燥剂或作催化剂的载体。,(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：_。,
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