硅酸高中化学 第四章 第一节 无机非金属材料的主角-硅（第1课时）学案 新人教版必修11

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无机非金属材料的主角-硅第1课时

【学习目标】

1.了解二氧化硅的结构掌握二氧化硅的性质和了解其用途。

2.知道硅酸的制备方法、 了解硅酸的性质和应用。

【学习过程】

一、二氧化硅

1.存在二氧化硅广泛存在于自然界中与其他矿物共同构成了岩石天然二氧化硅也叫硅石。砂子的主要成分就是二氧化硅石英的主要成分也是二氧化硅水晶是纯度较高的二氧化硅。

2结构二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按1 ∶ 2的比例所组成的立体网状结构的晶体通常用SiO2来表示二氧化硅的组成。二氧化硅晶体基本单元是的正四面体结构左图若干个四面体通过氧原子连接形成空间网状结构的SiO2晶体右图 。

3.物理性质纯净的二氧化硅晶体呈无色熔点高硬度大不溶于水也不溶于其他一般的溶剂。

温馨提示二氧化硅与二氧化碳的物理性质差别很大常温常压下二氧化碳是无色无味的气体能溶于水密度比空气大。

4.化学性质稳定性强与水不反应一般不与酸反应能与氢氟酸反应能与碱、碱性氧化物反应。

1与氢氟酸反应 SiO2其它酸不反应常温下与氢氟酸反应。

SiO24HFSiF4↑2H2O

温馨提示①氢氟酸能腐蚀玻璃这一特殊性质可应用于雕刻玻璃。②氢氟酸应保存在塑料瓶中其有关反应在铅皿中进行。

2与碱溶液反应二氧化硅是酸性氧化物常温时可以与碱溶液缓慢反应生成盐和水。

SiO2+2NaOHNa2 SiO3+H2O

温馨提示 因为S iO2易与强碱溶液反应生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀 同时生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶具有良好的粘结性 易使瓶塞粘在一起而难以开启实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞。a

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3与碱性氧化物反应二氧化硅在高温下可与碱性氧化物反应。

SiO2CaO

温馨提示硅的亲氧性大常温下S iO2的化学性质稳定在加热的条件下 S iO2才能与碱性氧化物起反应。

4与碳反应二氧化硅中的硅为4价具有弱的氧化性如在高温时二氧化硅中的硅可以被碳置换出来。

SiO22C↑

SiO2与CO2的化学性质比较

5.二氧化硅的用途

1石英可用于制作石英表和石英玻璃。

2石英砂常用作制薄玻璃和建筑材料。

3水晶常用来制造电子部件、光学仪器、工艺品和眼镜片等。

4玛瑙用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品。

5 SiO2被用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维。

二、硅酸

1.制取 SiO2不溶于水所以硅酸只能通过可溶性的硅酸盐与其他酸反应制得制备原理为强酸制弱酸。

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2.性质硅酸是一种比H2CO3还要弱的酸结构复杂常用H2SiO3表示硅酸是一种白色胶状物质不溶于水在干燥的空气中易失水变成硅酸。硅酸在加热条件下会进一步失水得到二氧化硅。

H2SiO3

3.用途硅酸容易聚合形成硅酸溶胶硅酸浓度较大时则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干凝胶称为“硅胶”。硅胶常用作食品等的干燥剂也可用作催化剂的载体。

【当堂检测】

1.下列有关SiO2的叙述正确的是( )

A S iO2不与任何酸反应 B玻璃中含有SiO2所以不能用玻璃瓶盛装稀氢氧化钠溶液

C SiO2是酸性氧化物能与NaOH反应 D SiO2能与水反应生成硅酸

2.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( )

A CO2溶于水形成碳酸 SiO2难溶于水 B CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀

C高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2 D CO2是气体而SiO2是固体

3.如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为( )

A CaCO32HCl===CaCl2H2OCO2↑ B NaHCO3HCl===NaClH2OCO2↑

C Si4HF===SiF4↑2H2↑ D SiO24HF===SiF4↑2H2O

4.下列物质的变化不能通过一步化学反应完成的是( )

A CO2→H2CO3 B SiO2→Na2SiO3 C Na2O2→Na2CO3 D SiO2→H2SiO3a

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5.为确定HCl、 H2CO3、 H2SiO3的酸性强弱某学生设计了如图所示的装置一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答a

(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液分液漏斗所盛试剂应为________。

(2)装置B所盛的试剂是__________其作用是_______________________________。

(3)装置C所盛试剂是_________ C中反应的离子方程式是_______________________。

(4)由此得到的结论是酸性______>______>______。

答案与解析

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