1、第一节无机非金属材料的主角硅第一课时课标要求1、 能说出二氧化硅的主要物理性质, 知道二氧化硅的主要化学性质。3、 能了解硅酸的制取和性质。4、指导学生搜集并观察身边及生活环境中的石英、砂石、水晶、各种含硅矿物、粘土等实物，分析比较其性状（硬度、色泽）等物理性质的异同，训练学生的观察能力。重点难点二氧化硅的主要化学性质和结构学习过程知 识 梳理在地壳里， 硅的含量在所有元素中居第次于氧全部以态存在。硅元素位于元素周期表中的第周期，族：其原子结构示意图：。一、二氧化硅及硅酸硅是一种元素，主要以及形式存在。1、二氧化硅（ 1） SiO2 是硅最重要的，约占地壳的，存在状态有和两类，统称。晶体是结晶
2、的二氧化硅，具有不同的和。石英中无色透明的晶体叫，具有彩色环带状或层状的称。（2） SiO2 的结构二氧化硅的结构（代表硅原子；代表氧原子）SiO2 是原子晶体。1 个 Si 原子与周围的4 个 O原子形成4 个共价键，每1 个 O 原子与两个Si 原子相结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1：2 的比率所组成的立体网状原子晶体，我们通常用“SiO2”的式子表示二氧化硅的组成。SiO2 是网状结构。（3）物理性质1SiO2 是一种、的固体，溶于水。（4）化学性质1、酸性氧化物SiO2+2NaOH=SiO 2+CaO=二氧化硅能与成相应的盐和水，是一种氧化物，它不能溶于水得到相应的酸硅
3、酸2、特殊性SiO2 HF酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与发生反应，这也是工业上用雕刻玻璃的反应原理。3、弱氧化性SiO2 + C =（5）用途：2、硅酸（1）硅酸是一种比碳酸还要的酸，溶解度，硅酸是通过可溶性与其他酸反应制得。（2）制备： 小组讨论 实睑 41实验在滴入酚酞的饱和硅酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸现象结论化学方程式硅胶，吸附能力强。常用作实验室、的。也可做。典例剖析【例 1】下列表述正确的是()人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐,2提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸
4、盐材料,夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛,太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A. B. C.D.解析本题主要考查学生对身边常见的化学制品的了解情况。侧重考查学生应用化学知识解释和解决身边化学问题的能力。人造刚玉主要成分为Al 2O3，错；玛瑙的主要成分是 SiO2；水泥主要成分是硅酸盐，正确； 变色眼镜镜片应是在普通硼酸盐玻璃中加入光敏物质AgBr 等，并加入极少光敏化剂如CuO等制成，故错。答案D【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高温B在高温条件下，SiO
5、2 和 Na2CO3 能发生反应：SiO2Na2CO3=Na2SiO3 CO2C SiO2熔点比 CO2 高D CO2 通入 Na2SiO3 稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3 逐渐聚合而形成硅酸溶胶解析：选D。 B 项是在固体反应中难挥发性( 高沸点 ) 物质制取易挥发性( 低沸点 ) 物质，它是利用两者共熔时生成易挥发的CO2 使反应发生； D 项是较强的酸与较弱的酸的盐溶液反应生成较强酸的盐和较弱酸的复分解反应，这是该类复分解反应发生的条件之一；A 项是二者的水溶性，不能证明碳酸的酸性比硅酸强，C 项是二者的熔点，也不能证明碳酸的酸性比硅酸强。【例 3】在一定条件下，既能跟
6、二氧化碳反应，又能跟二氧化硅反应的是()A Na2CO3溶液B浓 H2SO4C NaOH溶液D木炭解析：选 CD。因 CO2 及 SiO2 均为酸性氧化物，故都可与强碱反应生成相应的盐。如 SiO22NaOH=NaSiO3 H2O；CO2 2NaOH=NaCO3 H2O。这两种氧化物也均可与木炭发生反应：高温C CO2=2CO；高温2C SiO2=Si 2CO。3课时作业1下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是()A NaOH 溶液B Na2SiO 3 溶液C盐酸D 氢氟酸2下列四种物质中，不 能与水发生反应，但能与碱发生反应的是()A Cl 2B CO2C NOD SiO23下列说法正确的是(
7、)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高温根据反应SiO2 CaCO3=CaSiO 3 CO2可推知硅酸酸性比碳酸强二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸二氧化硅常被用来制造光导纤维A B CD 4从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：高温加热高温 SiO2 2C=Si( 粗 ) 2CO Si(粗 ) 2Cl2=SiCl 4 SiCl 4 2H 2=Si( 纯 )4HCl关于上述反应的分析不 正确的是()A 、是置换反应，是化合反应B高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C任一反应中，每消耗或生成28 g 硅，均转移4 mol 电子D高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合
8、可得高纯硅45下列有关Na2CO3 溶液、 Na2SiO 3 溶液的共同点的描述中不 正确的是 ()A 水溶液均显碱性B滴入盐酸均有气泡产生C均能与CO2 反应D均不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存高温6工业制造金刚砂(SiC) 的化学方程式如下：SiO2 3C=SiC 2CO .在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是()A 3 5B 12C 2 1D 1 17用 4 种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入 CO2，溶液不变浑浊先通入CO2 再通入氨气，溶液变浑浊CaCl 2 溶液B通入 CO2，溶液不变浑浊继续通CO2 至过量，浑
9、浊消失Na2SiO3 溶液C通入 CO2，溶液变浑浊再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO) 2 溶液通入 CO2，溶液变浑浊继续通CO2 至过量，浑浊消失再加入D足量 NaOH 溶液，又变浑浊Ca(OH) 2 溶液8下列事实中能证明碳的非金属性比硅强的是()往 Na 2SiO 3 溶液中通入 CO2 产生白色沉淀石墨是导体，晶体硅是半导体制高温玻璃过程中发生反应：Na2CO3 SiO 2=Na2SiO3 CO2 CH 4 比 SiH 4 稳定A B CD 9、 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，其晶体结构与
10、金刚石相似5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_价(2)B 的化学式 (分子式 )为_， B 的晶体类型为 _， B 和碳反应生成A和 E 的化学方程式是 _(3)C 的化学式 (分子式 )为_， D 的化学式 (分子式 )为 _.课时作业解析1、解析：玻璃中的 SiO 2 能与 HF 发生反应，与 NaOH 溶液作用生成具有粘合性的Na 2SiO 3，不与盐酸作用，故选C.答案： C2、解析： A 、 B 项均能与水、碱反应，C 项不能与水、与碱反应答案： D3、解析： SiO2 能与 HF 反应， 高温条件下反应并不能说明硅酸的酸性比碳酸强的结论 答案： C
11、4、解析： 根据置换反应和化合反应的概念即可判断，A 项正确；根据反应 可知还原性焦炭大于硅，根据反应 可知还原性氢气大于硅，B 项正确；在三个反应中，硅元素的化合价从0 价变为 4 价或从 4 价变为 0 价，故每消耗或生成28 g 硅，转移电子均为 4 mol ，C 项正确；反应中得到的易挥发的SiCl 4 分离出来后再用氢气还原才可以得到6高纯硅，故操作不正确答案： D5、解析： 二者水解均呈碱性，故A 、D 正确，均能与CO2 反应生成NaHCO3 、H2SiO 3，B 项 Na2SiO3 与盐酸反应生成 H 2SiO3，不能放出气泡答案： B4 26、解析： 在该反应中， 3 mol
12、 C 参加化学反应，生成1 mol 的 Si C 和 2 mol 的 C O，所以氧化剂与还原剂均为C，且物质的量之比为1 2，B 正确 答案： B7、解析： A 项 CaCl 2 溶液不与CO2 反应，但通入NH 3 后溶液变为 (NH 4)2CO3 可产生浑浊；CO 2B 项 H 2SiO3 沉淀不溶于过量的CO2； C 项生成的 HClO 漂白品红； D 项 CaCO3NaOHCa(HCO 3)2 CaCO3.答案： B8、解析： 说明酸性H2CO3H 2SiO3 ； 不能说明碳比硅的非金属性强答案： A9、解析： 根据 “ A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质” 可确定 A 是
13、Si 单质，它可由 SiO2 和 C 在高温条件下反应制取答案： (1)(2)SiO 2原子晶体SiO22C 高温 ,Si 2CO(3)CaSiO 3Na 2SiO 37第二节无机非金属材料的主角硅第二课时课标要求1、了解硅的物理性质，知道单质硅的一些简单的化学性质。2、使学生对硅酸盐工业及一些产品有大致印象。3、激发学生学习化学兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步的认识。4、扩大学生的知识面，激发学生的求知欲。重点难点1、硅的性质与用途2、硅酸盐的组成及氧化物的书写学习过程知 识 梳理二、硅酸盐1、硅酸盐是由、和组成的 化合物 的总称。一般不溶于，化学性质。2、最简单的硅酸盐是（
14、），其水溶液俗称。演示实验取两根一样的干燥布条(其中一根在硅酸钠溶液中浸过)在火焰上燃烧。实验现象点燃晾干蒸馏水的布条点燃晾干的硅酸钠布条结论3、化学性质Na2SiO3 + HCl=Na2SiO3 + CO2 + H2O =4、硅酸盐岩石长期在的侵蚀下，风化为，形成的一般带电，能吸收、等营养离子而保证了。5、硅酸盐主要产品、。86、SiC(俗称金刚砂 )，具有的结构，很大，可用作、的磨料，7、硅酸盐组成的表示Na2SiO3 可以写成Na2O SiO2高岭石： Al(Si O )(OH)4以氧化物形式表示为_225石棉： CaMg3Si4O12以氧化物形式表示为_三、硅单质1、硅单质有和两种。晶
15、体硅的结构类似是带有的固体。、常温下化学性质。2、硅在元素周期表中处于与的，是一种，是良好的材料。3、20 世纪中叶开始，硅成了信息技术的，半导体晶体管及芯片的出现，促成了的革命。4、利用高纯硅的半导体性能，可以制成，将光能转换为。光电池可作、。等动力。5、化学性质（1）常温下Si + F2 =Si +HF =Si + NaOH + H2O =（2）加热条件下Si + O2 =典例剖析【例 1】高岭土的组成可表示为Al 2Si 2Ox(OH)y，其中 x、 y 的数值分别是()A.7 、 2B.5 、 4C.6、 3D.3、 6解析本题涉及两个未知数x、 y，但由化合价规则只能列出一个方程，因
16、而要用不定方程的知识求解。 , 根据化合价规则， Al 为 3 价，Si 为 4 价，O为 2 价，则有 2( 3) 2( 4) x( 2) y( 1) 0，化简得 2x y 14，将 A、B、C、D 中的 x、y9值代入，只有B 项符合方程。答案B【例 2】矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中的一部分生成的。此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2作用的过程。例如，钾长石(KAlSi 3O8) 风化生成高岭土Al Si O(OH) ，此反应的离子方程式为 4H SiO 2KAlSi O 2H CO 5H2O2K 2HCO22543823323Al 2 Si 2O5(OH)4(1) 将上述复
17、杂硅酸盐改写成氧化物形式：, KAlSi 3O8_ 。, Al 2Si 2O5(OH)4_ 。(2)这个反应能够发生的原因是。 , 较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物非金属氧化物二氧化硅水。 , 则 KAlSi O 为 K OAlO6SiO ,AlSi O (OH)为3822322254Al O2SiO22H O,(2) 从方程式可知H CO制硅酸符合强酸制弱酸，所以这个反应能23223够发生。答案 (1) K2OAl 2O36SiO 2, Al 2O32SiO 22H2O,(2) 因为碳酸酸性比硅酸强，由较强的酸可制得较弱的酸,【例 3】下列关于碳和硅的比较，正确的是()A它们的氧化物都能与水
18、反应生成对应的酸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，碳占第一位D碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态答案B解析 SiO2 不溶于水也不与水反应， A 不正确；在地壳中含量第一的是氧元素，硅占第二位， C 不正确；自然界中有游离态的碳 ( 金刚石等 ) ，但是没有游离态的硅，因为硅是一种亲氧元素， D 不正确。选 B。课时作业1下列关于硅及硅的化合物的叙述不正确的是()硅的结构和金刚石类似，所以都具有熔点高、硬度大等特点硅是地壳中含量最多的非金属晶体硅是良好的半导体材料二氧化硅是制造光导纤维的重要材料二氧化硅是酸性氧化物，不溶于任何酸AB. C.D.2下列试
19、剂贮存方法正确的是()A氢氟酸用玻璃瓶密封贮存B NaOH溶液用磨口玻璃瓶加玻璃塞封存C水玻璃用塑料桶敞口放置10D纯碱溶液可用带橡胶塞的玻璃瓶封存3下列物质中，不含有硅酸盐的是()A水玻璃B.硅芯片C.黏土D .普通水泥4下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是()A这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质5有下列几个变化：Na2CO3Na2SiO3，SiO 2H2SiO3，Na2SiO3Na2CO3，Ca(NO3) 2CaSiO3。其中不能通过一步反应实现的是()AB
20、. CD.只有6用二氧化硅和金属氧化物的组成表示硅酸盐的组成，不正确的是 ( )A钙沸石 Ca(Al 2Si 3O10) 3H2O CaOAl 2O3 3SiO23H2OB镁橄榄石 Mg SiO 2MgOSiO224C正长石 KAlSi 3O8K2OAl 2O3SiO2D高岭石 Al 2(Si 2 O5)(OH) 4Al 2O32SiO 22H2O7月球上有丰富的绿柱石 ( 绿宝石 ) 矿藏，其主要化学成分为BenAl 2Si 6O18 也可用氧化物形式表示为 nBeOAlO6SiO ，其 n 值为 (Be 为 2 价 )()232A 1B.2C.3D.48露置于空气中一段时间后的水玻璃会变浑
21、浊。向此浑浊溶液中加入稀盐酸，会生成白色沉淀，同时伴随有气泡产生。用化学方程式解释产生上述实验现象的原因：(1) 溶液变浑浊。(2) 生成白色沉淀。(3) 产生气泡。9、备课资源某科研小组，用含有少量的CaO和 Fe2O3 的高岭土 ( 主要成分：Al 2 O3 2SiO22H2O)试验新型的净水剂。试验程序如下：已知： Al 2O3 与纯碱反应的产物是NaAlO2 和 CO2。试回答下列问题：写出混合物A、 B、滤液 C、沉淀 D 的主要成分。11A_B_C_D_写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式。沉淀 D 的化学式是，生成该沉淀的离子方程式该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有。A玻璃坩埚
22、B. 瓷坩埚C氧化铝坩埚D. 铁坩埚10硅能与烧碱溶液反应(Si 2NaOH H2ONa2SiO3 2H2) ，现有 42 g 硅与足量的烧碱溶液反应， 能产生多少升H2( 标准状况下 ) ？若把反应后的溶液和过量的盐酸反应，生成的沉淀经高温灼烧，可得到什么物质？质量是多少？课时作业解析1、答案D解析硅虽然是非金属， 但已经表现出一定的金属性， 所以硅及其化合物在性质上表现出一定的特殊性。2、答案D解析 氢氟酸会与玻璃中的SiO 反应；NaOH溶液会与玻璃中的SiO 反应，生成的 Na SiO3222具有黏性， 会使玻璃瓶颈与瓶塞粘住而不能打开；水玻璃中的 Na SiO会与空气中的CO反应23
23、2而变质。3、答案B解析水玻璃、黏土、普通水泥中都含有硅酸盐，B 项硅芯片其主要成分是单质硅。本题要了解常见硅酸盐及含硅物质。作为电脑硅芯片，所用硅为高纯硅，为单质。常见硅酸盐有水泥、玻璃、陶瓷、黏土等。4、答案D解析Na2SiO3 的水溶液叫水玻璃，是一种矿物胶，通常用作耐火材料。在空气中发生反应 Na2SiO3 CO2 H2OH2SiO3 Na2CO3，故 D不正确。5、答案D解析Na2CO3 SiO2 高温 ,Na 2SiO3 CO2， Na2SiO3 CO2H2ONa2CO3 H2SiO3， Ca(NO3) 2 Na2SiO32NaNO3 CaSiO3。由 SiO2 制 H2SiO3
24、不能一步实现，要先与碱反应，再与酸反应。6、答案C12解析用化学式表示的硅酸盐和用氧化物形式表示的硅酸盐，各组成元素的原子个数比应该不变。7、答案C8、答案(1)Na 2SiO3 CO2 H2OH2SiO3 Na2CO3(2)Na2SiO3 2HCl2NaClH2SiO3(3)Na2CO2HCl2NaCl CO H O3229、答案NaAlO 和 Na SiO3AlCl3和 HSiO3AlCl3H SiO32222Al 2O3 Na2CO高温 ,2NaAlO COSiO2 Na CO高温 ,Na SiO CO322232322H2SiO3SiO3 2H H2SiO3D解析将土样和纯碱混匀，加热
25、熔融时，土样中的AlO 和 SiO将与纯碱发生反应，生232成铝酸盐和硅酸盐，并溶于水中；而CaO、Fe2O3 不与纯碱反应而成为残渣。滤液中的铝酸盐和硅酸盐与盐酸反应， 得到溶于水的偏铝酸盐和不溶于水的硅酸。由于陶瓷的成分是硅酸盐，它和氧化铝都会与纯碱反应，因此，在熔融土样时只能选用铁坩埚。10、答案 67.2 LSiO2 90 g解析设产生的 H2 在标准状况下的体积为 xSi 2NaOH H2ONa2SiO3 2H228 g44.8 L42 gx28 g44.8 L，得x 67.2 Lx42 g反应后的溶液与过量盐酸混合Na2SiO3 2HClH2SiO3 2NaClH2SiO3,SiO 2 H2O42 g 1由 Si 元素守恒：生成SiO2 的质量为： 28 g mol 160 g mol 90 g13
