1、1第一节 无机非金属材料的主角硅（第一课时）编写：耿宪忠 审核：毕于双【学习目标】1知识与技能：使学生掌握硅的两种重要化合物二氧化硅及硅酸的主要性质并了解其用途；2过程与方法：引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸） ，培养学生对新旧知识对比分析、归纳总结的学习方法；【重点难点】二氧化硅和硅酸的性质。【学习内容】硅在地壳中的含量为 ，仅次于氧。其氧化物和硅酸盐构成了地壳中大部分的 、 和 ，约占地壳质量的 以上。阅读课本填写下表。硅 碳原子结构示意图原子结构的相同点非金属性强弱成键特点亲氧性在自然界中的存在硅 地壳碳 （一）二氧化硅（SiO 2）1.存在:地球
2、上存在的天然二氧化硅约占地壳总质量的 ；其主要存在形态有 和 两大类，统称 。2.结构：见右图。大球表示硅原子，小球表示氧原子。氧化物硅酸盐(1 (2 (3 （1 （2 （3 （4 （4 2SiO2晶体的基本结构单元呈 形，每个 Si 原子周围结合 个 O 原子，每个 O 原子跟 个 Si 原子相结合， Si 与 O 原子按 的比例组成了 的晶体。石英晶体是结晶的 ，石英中无色透明的晶体叫 ，具有彩色环带状或层状的称为 ，沙子中含有小粒的 晶体。3.用途：(1)以 SiO2为主要成分的沙子仍然是基本的 材料。(2) 是现代光学和光纤制品的基本原料（可制作实验室使用的石英坩埚、信息高速公路的骨架
3、石英光导纤维等） 。(3)用 和 制作饰物和工艺品。4.物理性质：二氧化硅 二氧化碳水溶性熔点硬度讨论：硅和碳为同族元素，同族元素的同类化合物应表现出相似的性质。为什么二氧化硅和二氧化碳的物理性质却有很大差异？ 。5.化学性质：二氧化硅的化学性质很不活泼，但也能够与某些物质反应。阅读课本填写下表，能反应的写出化学方程式。二氧化硅 二氧化碳与水的反应与碱（如NaOH）反应与碱性氧化物（如 CaO）反应与氢氟酸（HF）的反应说明：二氧化硅只能与酸中的氢氟酸反应，与其他酸不反应。讨论 1：什么是酸性氧化物？酸性氧化物有哪些通性？是否应将二氧化硅归入酸性氧化物？ 。3讨论 2：玻璃中含有二氧化硅。请问
4、为什么盛 NaOH 溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞？ ；为什么可用氢氟酸雕刻玻璃？ 。（二）硅酸（H 2SiO3）1.硅酸的制备：【实验探究】实验 41实验操作 实验现象 结论滴加酚酞试液后溶液呈 色；滴加稀盐酸后溶液变为 色；用一束强光照射液体有 效应。Na2SiO3溶液呈 ；反应生成了硅酸 ，其化学方程式为：Na2SiO3+2HCl= 。 硅酸可通过 与强酸（或较强酸）制得。所生成的 H2SiO3有3 种情况：（1）H 2SiO3分子聚合成较大颗粒，形成胶体溶液硅酸 ；（2）硅酸浓度较大时，则形成 的硅酸 ；（3）如果不按照上述实验操作，硅酸往往生成 色沉淀。硅酸凝胶干燥脱水得到多孔的硅
5、酸 ，又称为 。其吸附水分能力强，常用作食品或药品的 ，也用作 的载体。说明：因 SiO2不与水反应，所以不能直接用 SiO 2与水反应制备硅酸。2.硅酸的性质：(1) 难溶性：硅酸在水中的溶解度 ，是唯一难溶性的酸。(2)不稳定：受热易分解为二氧化硅和水，其化学方程式为 。(3) 弱酸性：是一种很弱的酸,其酸性比 H2CO3 。4思考： 向 Na2SiO3饱和溶液中通 CO2反应有何现象？ 。再滴加烧碱溶液有何现象？ 。写出反应的化学方程式：。【反馈练习】1.下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是 ( )A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸纳溶液2.要除去 SiO2中混有的少量 CaO
6、 杂质，最适宜的试剂是（ ）A.纯碱溶液 B.盐酸 C.硫酸 D.苛性钠溶液3.下列物质中,主要成分不是 SiO2的是（ ）A.金刚砂 B.玛瑙 C.水晶 D.石英4.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，SiO 2难溶于水。 B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C.SiO2常温下是固体，CO 2常温下是气体 D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀5.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（ ）A.CO2H 2CO3 B.SiO2Na 2SiO3 C.Na2O2Na 2CO3 D.SiO2H 2SiO3 6.A 是一
7、种天然透明晶体，B 是一种常见的无色无味的气体，可使澄清石灰水变浑浊。A 虽不能溶于强酸，但却能溶于氢氟酸，并生成气体 C，A 和烧碱溶液反应生成 D 的水溶液，当气体 B 通入 D 的水溶液中，能生成白色胶状沉淀 E，E 加热后重新生成 A。（1）写出化学式 A 、B 、C 、D 、E 5。（2）写出有关反应的化学方程式。第一节 无机非金属材料的主角硅（第二课时）编写：耿宪忠 审核：毕于双【学习目标】1了解硅酸盐的重要用途及组成。2了解硅在自然界中的含量、存在、用途。3了解硅的物理性质和重要用途。【重点难点】认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关。【学习内容】（一）硅酸盐1什么是硅酸盐：硅
8、酸盐是由 组成的化合物的总称。它是一类结构复杂的固态物质，大多 于水，化学性质很 。在自然界分布极广，其中土壤（包括粘土）和大部分岩石的主要成分就是硅酸盐。2硅酸钠（Na 2SiO3）：硅酸钠 溶于水，其水溶液显碱性，俗称 和泡花碱，能与强酸或较强酸反应生成硅酸。硅酸钠是制备 和木材 的原料。实验 42取两个小木条或滤纸条，分别放入蒸馏水和 Na2SiO3饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液吧）后，同时分别放置在酒精灯外焰处。观察现象。放入蒸馏水 放入 Na2SiO3饱和溶液6现象结论3.硅酸盐工业：硅酸盐的用途很广。以硅酸盐为原料，可以生产传统的硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥等。
9、阅读课本填写下表。陶瓷 玻璃 水泥主要原料主要设备反应条件主要反应主要成分主要性质此外，化学家还合成了其他一些具有特殊功能的含硅的物质碳化硅、硅钢、硅橡胶、分子筛等。阅读课本填写下表。碳化硅(SiC) 硅钢 硅橡胶 分子筛主要特性主要用途7（二）硅单质1.物理性质：单质硅有 和 两种。晶体硅的结构与金刚石类似，它是带有 光泽的 色固体，熔点 （1410） ，硬度 、有 性。由于硅处在元素周期表中金属与非金属的过渡位置，所以晶体硅的导电性介于导体和 体之间，是良好的 材料。2.化学性质：硅和碳一样最外层 个电子，其原子既 也 电子。所以硅单质化学性质 。常温下只能与少数物质如强碱、氢氟酸等反应。
10、加热时可与氧气反应生成二氧化硅，其反应方程式为 。3.硅的制备： 将石英砂（SiO 2）和焦碳在电炉中高温反应即可生成粗硅，同时生成一氧化碳，其化学方程式为： 。此法所得粗硅还需要提纯才能得到高纯硅。4.硅的用途：晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，故用于制造各种半导体 以及计算机的 等；晶体硅还是人类将太阳能转换成电能的常用材料，可以制造 等。【反馈练习】1.下列物质中属于纯净物的是 ( )A.Na2CO310H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃2.下列叙述正确的是 ( )8ASiO 2不属于无机非金属材料 B金属不能作为结构材料C玻璃是一种新型的非金属材料 D
11、C 60也是一种材料3.(2010广州综合测试)有些科学家提出硅是“21 世纪的能源” ，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用下列关于硅的说法不正确的是 ( )A高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B硅可由二氧化硅还原制得C常温时硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅4下列关于碳和硅的叙述中，正确的是 ( )A其氧化物都能与 NaOH 溶液反应 B其单质在加热时都能跟 O2反应C其氧化物都能溶于水生成相应的酸 D碳和硅两种元素共有两种单质5下列物质：氢氟酸；浓 H2SO4；烧碱溶液；Na 2CO3固体；氧化钙；浓 HNO3，其中在一定条件下能与 SiO2反应的有 ( )A B.全部 C D6下列叙述正确的是 ( )氧化铝是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚氧化铁常用作红色油漆和涂料硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料以纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成分都是 SiO2A B C D
