1、第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角硅 课时1 二氧化硅和硅酸 目标与素养：1.了解硅的结构、存在形式及其制备。(宏观辨识与微观探析)2.了解二氧化硅、硅酸的主要性质及应用。(宏观辨识与变化观念)3.了解硅酸的制备和用途。(科学探究与社会责任)自 主 预 习 探 新 知 一、二氧化硅1硅元素的存在及原子结构2SiO2 的组成、结构、性质与用途(1)存在SiO2 的存在形式有形和形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是的二氧化硅。结晶无定结晶(2)结构SiO2 晶体是由 Si 和 O 按原子数之比为的比例组成的_结构的晶体。每个硅原子周围结合个 O，每个 O 周围结合个 Si。12立体
2、网状42(3)物理性质熔点；硬度；溶解性：溶于水。(4)化学性质具有酸性氧化物的通性a 可 与NaOH溶 液 反 应，其 反 应 方 程 式 为_。b可与氧化钙反应，其反应方程式为。高大不SiO22NaOH=Na2SiO3H2OSiO2CaO=高温 CaSiO3特性除氢氟酸外，SiO2 一般不与其他酸反应，SiO2 与 HF 溶液反应，反应的化学方程式为。(5)用途沙子是基本的建筑材料。纯净的 SiO2 是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作_。和制作饰物和工艺品。实验室中使用石英坩埚。SiO24HF=SiF42H2O 光导纤维石英玛瑙微点拨：(1)盛放碱性溶液(如氢氧化钠溶液)的试剂瓶应用
3、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。二、硅酸1物理性质颜色：；状态：胶状；溶解性：溶于水。2化学性质难白色3制备实验操作 实验现象滴加酚酞后溶液呈色，逐滴加入稀盐酸，有透明的凝胶产生，溶液红色逐渐，最后消失 结论Na2SiO3 溶液呈性；滴加稀盐酸后反应的化学方程式：_红变浅碱Na2SiO32HCl=H2SiO3(胶体)2NaCl4.硅胶1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)硅在自然界中既有游离态又有化合态。()(2)SiO2 是一种三原子分子，属于酸性氧化物。()(3)SiO2 与 H2O
4、反应可生成硅酸。()(4)硅酸难溶于水，可溶于 NaOH 溶液。()答案(1)(2)(3)(4)2下列关于碳和硅的比较，正确的是 ()A碳和硅在自然界的存在形式都是既有游离态也有化合态B碳和硅的最高正价都是4 价C硅元素在地壳中的含量占第二位，碳元素占第一位D硅与碳一样均含有两种常见价态的氧化物：SiO 和 SiO2答案 B3写出由 SiO2 制备 H2SiO3 的有关化学方程式。答案 SiO22NaOH=Na2SiO3H2O、Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl(合理即可)核 心 突 破 攻 重 难 1.酸性氧化物一般能与水反应生成对应的酸，但 SiO2 不溶于H2O，不能直接与
5、H2O 反应生成 H2SiO3。2非金属氧化物的熔点一般较低，但二氧化硅的熔点很高，且不存在二氧化硅分子。3酸性氧化物一般不与酸反应，但 SiO2 可以与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O。4高温下，SiO2 能与部分盐反应，如(1)SiO2Na2CO3=高温 Na2SiO3CO2。(2)SiO2CaCO3=高温 CaSiO3CO2。1二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B SiO2 与水不
6、反应。2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 硅酸的性质与制备 1.H2CO3 和 H2SiO3 的性质比较化学式H2CO3H2SiO3 酸性均为弱酸，且酸性：H2CO3H2SiO3 水溶性能溶于水难溶于水(唯一不溶于水的酸)稳定性常温下易分解生成 CO2和 H2O受热易分解生成 SiO2 和 H2O 制备CO2H2O H2CO3Na2SiO3
7、2HCl=2NaClH2SiO3转化关系Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3(少量CO2)说明酸性：H2CO3H2SiO32.硅酸的制备(1)不能用二氧化硅与水反应来制取，因二者不反应。(2)一般采用向可溶性的硅酸盐中加入盐酸或是通入二氧化碳气体的方法来制取硅酸。微点拨：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硅胶(或硅酸干凝胶)，硅胶具有较强的吸水性，常用作干燥剂及催化剂载体。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
8、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D SiO2 不能与水反应生成硅酸，A 错误；B 中反应是利用了强酸制弱酸的性质，B 错误；硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C 错误。4为确认 HCl、H2CO3、H2SiO3 的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的实验装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：(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 中所盛试剂是，其作用是。(3)装置 C 中所盛试剂是，C 中反应的离子方程式是。(4)由此得到的结论：酸性。解析 根据强酸弱酸盐弱酸强酸盐
9、分析可知，分液漏斗 中 盛 装 盐 酸，A 中 盛 放 Na2CO3 溶 液，根 据 Na2CO3 2HCl=2NaClH2OCO2可以知道酸性 HCl 强于 H2CO3，然后将生成的 CO2 通入 Na2SiO3 溶液中，反应为 Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，由此判断酸性 H2CO3H2SiO3，但需注意的是 A 中反应会有 HCl 气体逸出，故通入 Na2SiO3溶液前需将 HCl吸收，但不能吸收 CO2，故选用饱和 NaHCO3 溶液。答案(1)盐酸(2)饱和 NaHCO3 溶液 吸收 HCl 气体(3)Na2SiO3 溶液 SiO23 CO2H2O=H2SiO3
10、CO23(或 SiO232CO22H2O=2HCO3 H2SiO3)(4)HCl H2CO3 H2SiO3当 堂 达 标 提 素 养 1下列关于二氧化硅的说法错误的是 ()A二氧化硅是一种非金属氧化物B二氧化硅不存在单个的分子C二氧化硅中硅元素与氧元素的质量比为 78D二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成D 二氧化硅不存在分子，由 Si、O 原子构成。2下列关于 SiO2 和 CO2 的说法中，正确的是()ACO2、SiO2 分别是碳酸和硅酸的酸性氧化物BCO2 和 SiO2 与水反应分别生成相应的酸CCO2 是酸性氧化物，SiO2 是两性氧化物DCO2 和 SiO2 都是由相应的分子构成
11、的A B 项，SiO2 与水不反应；C 项，SiO2 是酸性氧化物；D 项，SiO2 由原子构成。3下列二氧化硅的用途不正确的是 ()A水晶可用来制造电子产品的重要部件和光学仪器B纯净的二氧化硅是制造光导纤维的重要原料C石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器D硅藻土常用作吸附剂和气体的干燥剂答案 D4下列关于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的说法中错误的是()A两者均为弱酸B两者均可使紫色石蕊试液变红色CCO2 气体通入 Na2SiO3 溶液中可以制得硅酸DH2CO3 比 H2SiO3 的稳定性差B H2SiO3 难溶于水，不能与指示剂作用。5指出下列反应中 SiO2 所表现的化学性质或作用，在 AD 选项中选择正确答案填入括号内。(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()(2)Na2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2()(3)SiO22C=高温 Si2CO()(4)SiO24HF=SiF42H2O()A常应用于刻蚀玻璃B氧化性C酸性氧化物的通性D将挥发性酸酐从其盐中置换出来答案(1)C(2)D(3)B(4)A点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!