二氧化硅和硅酸导学案.doc

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1、第4章第1节无机非金属材料的主角硅（第1课时） 刘 义【学习目标】1、记住硅元素的原子结构特点和存在形式。、记住SiO2的存在形态，掌握其化学性质。、记住硅酸的组成和性质，了解硅胶的形成和用途。【重点难点】1、 二氧化硅和硅酸的性质 2、二氧化硅结构的理解【学习过程】一、预习自学，探究问题阅读教材P74-76思考：碳和硅在自然界中的存在形式项目原子结构示意图原子结构的特点自然界中的存在形态碳硅 小结：（1）两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形成共价（四价）化合物。（2）硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的。二、完成学案，提出问题： 预习课本内容，完成资源

2、与学案P60的学案三、合作探究 1、二氧化硅（SiO2）（1）存在:地球上存在的天然二氧化硅约占地壳总质量的 ；其存在形态有 和 两大类，统称 。 （2）结构（代表硅原子；代表氧原子）：(a)SiO2晶体的基本结构单元呈 形，每个Si原子周围结合 个O，每个O原子跟 个Si相结合，Si与O原子按 的比例组成 的晶体。(b)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：(a)以SiO2为主要成分的沙子仍然是基本的 材料。(b) 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石英光导纤维等）。(c)

3、和 制作饰物和工艺品。(4）物理性质：SiO2 溶于水，熔点 ，硬度 。 (5)化学性质 (a)不活泼性：常温下，与水不反应，氢氟酸是惟一可以与之反应的酸，化学方程式： 。玻璃中含SiO2，所以可以用 来雕刻玻璃，氢氟酸必须用 瓶盛装。 (b)具有 性氧化物的通性：对比CO2的性质填写SiO2的一些重要性质2 / 15二氧化碳二氧化硅化学式物理性质化学性质与水反应与NaOH反应与CaO反应特性不研究小结：SiO2是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。SiO2不能与水反应生成相应酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。特性是可与氢氟酸反应生成四氟化硅和水。SiO2 + HF = 讨论：

4、盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因： 。高温(c)弱氧化性：2C+SiO2 Si + 2CO理解：SiO2的这些性质是由它的 结构决定的。二、硅酸【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无色,有 生成。记忆：Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃。Na2SiO3溶液呈 性，反应生成了硅酸凝胶（难溶于水）。化学方程式：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl四、总结反刍1、硅酸的性质(1)是一种很弱的酸,酸性:H2SiO3 (填“”“”)H2CO3。 （2）根据强酸制备弱酸的原理，设计实验证明盐酸、碳酸和硅酸的酸性强弱？方案： (3

5、)不稳定（比H2CO3稳定）受热易分解为二氧化硅和水： 。(4)硅酸在水中的溶解度 。2、硅酸的制备（1）因SiO2不溶于水也不与水反应，所以不能直接用SiO 2与水反应制备硅酸。（2）硅酸可通过 制得，所生成的H2SiO3易聚合形成胶体溶液硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成 ；硅酸凝胶干燥脱水硅酸干凝胶，又称为 ，吸附水分能力强，常用作 ，也用作的载体。Na2SiO3溶液与盐酸和反应的化学方程式： ；Na2SiO3溶液与CO2反应的化学方程式： ；五、检测落实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杂

6、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，SiO2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，CO2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.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2O2Na2CO3 D.SiO2H2SiO3 6.A是一种天然透明晶体，

7、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 。（2）写出有关反应的化学方程式。7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。下列关于硅的说法中错误的是 （ ）A自然界硅的贮量丰富  B自然界中存在大量的单质硅C高纯度的硅被用于制作计算机芯片 D光导纤维的主要成分是Si8下列说法正确的是（   ）A二氧化

8、硅溶于水显酸性 B二氧化碳通入硅酸钠溶液中可得硅酸C已知高温时有所以硅酸的酸性比碳酸强D因为二氧化硅属于酸性氧化物，所以不溶于任何酸9能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是（   ）。A CO2是气体，SiO2是固体B高温下能发生反应CCO2溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水D CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成10赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的。这种物质是（ ）A盐酸 B氢氟酸 C烧碱 D纯碱11空气中久置而不会变质的是（ ）A烧碱 B过氧化钠 C二氧化硅 D硅12下列物质间转化必须加入还原剂才能实现的是（ ）ASiO2Na2SiO3

9、 BSiNa2SiO3CSiSiF4 DSiO2Si13、按由多到少的顺序，在地壳中的含量列前四位的元素依次是 、 、 、 。碳、硅均位于元素周期表的 族，其原子结构示意图分别是 、 。碳是构成 的主要元素，硅主要以熔点很高的 和 的形式存在，是构成岩石与许多矿物的基本元素。14、 由同一种元素组成的不同单质，称为该元素的同素异形体。在各种碳的同素异形体中，铅笔芯的主要成分是 ，它是一种深灰色、有金属光泽且不透明的片状固体，质软，具有润滑性，它能够 ，常用作电极。钻石的成分是 ，是无色透明的晶体，硬度 。由60个碳原子组成、形似足球的 （写分子式）也是碳的同素异形体。15、下表中括号内的物质是

10、杂质，试将除杂试剂和分离方法填入表中：混合物SiO2（CaCO3）SiO2 (Fe2O3)SiO2 (NaCl)SiO2 (Si)Si(Al)NaHCO3(Na2SiO3)除杂试剂分离方法16、检验石灰中含有碳酸钙和二氧化硅的方法是：取少许试样，加入过量的 ，有 产生，说明石灰中含有 。充分振荡后过滤，有滤渣存在说明含有 。六、课堂评价 1、学生自我评价： 2、教师课后反思：3、课后预习学案。 、预习课本7780页内容，完成资源与学案页61的学案 、思考总结硅的化学性质第4章第1节无机非金属材料的主角-硅（第2课时）【学习目标】 1、掌握硅酸盐的性质、用途。 2、了解硅的物理性质和重要用途。3

11、、了解陶瓷、玻璃、水泥等几类硅酸盐产品。【重点难点】 1.硅、硅酸盐的性质、用途 2. 认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关【学习过程】一、预习自学，探究问题 阅读教材P77-80思考：硅与酸碱如何反应二、完成学案，提出问题：预习课本内容，完成资源与学案P61的学案1、硅酸盐（1）硅酸盐：硅酸盐是由 组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多 于水，化学性质很 。（2)硅酸钠：硅酸钠溶于水，俗称 和泡花碱。用于制备硅胶和 等的原料。(3)硅酸盐工业（a）常见的硅酸盐产品传统无机非金属材料（b）新型陶瓷新型无机非金属材料（阅读教材79页）新型陶瓷：结构陶瓷、超

12、导陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷。(4)硅酸盐的用途：制造玻璃、水泥、陶瓷等。2、硅单质产品主要原料主要设备反应条件主要反应或主要成分主要性质水泥粘土、石灰石、(石膏)适量水泥回转窑高温硅酸三钙：3CaO·SiO2硅酸二钙：2CaO·SiO2铝酸三钙：3CaO·Al2O3水硬性玻璃纯 碱石灰石石 英玻璃窑高温Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2成分：Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2硬度高、耐磨损、耐高温、透光性好、较脆。很稳定陶瓷黏土硬度高、耐磨损、耐高温、透光性好、较脆。很稳定（1）物理性质：硅是良好

13、的材料。单质硅有 和 两种,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。（2）化学性质：硅和碳一样最外层 个电子，其原子既 又 电子，常温下化学性质 。(3)特性：硅与NaOH的反应：Si + 2NaOH + H2O=Na2SiO3 + 2H2 三、合作探究1、【实验探究】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饱和溶液现象结论2、硅酸盐组成的表示方法：(1)将硅酸盐中所有元素都写成氧化物。氧化物的书写顺序：相对的

14、活泼金属氧化物相对不活泼金属氧化物二氧化硅水(2)氧化物之间以“”隔开。(3)在氧化物前面按化学式中的比例添加上系数。Na2SiO3 (硅酸钠)表示为 ，CaMg3Si4O12(石棉)表示为 ，KAlSi3O8(长石)表示为 ，Al2Si2O5(OH)4(粘土) 表示为 。3、硅的制备 结合教材P81第9题(1)将石英砂（SiO2）和焦碳在电炉中高温反应生成粗硅和一氧化碳，化学方程式为： ；(2)粗硅转变为纯硅：Si(粗)+2Cl2 SiCl4+2H2 阅读课本P76、P80和P81第9题，谈谈你对“从沙滩到用户”的认识。4、硅的用途：硅是人类将太阳能转换成电能的常用材料。可以制造光电池等等。

15、五、检测落实 1.下列物质中属于纯净物的是 ()A.Na2CO3·10H2O B.水泥C.纯净的盐酸D.普通玻璃2.下列叙述正确的是 ()ASiO2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 DC60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

16、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；Na2CO3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 BC D7下列物质中属于纯净物的是（ ）ANa2CO3·10H2O B水泥C

17、纯净的盐酸 D普通玻璃8下列物质有固定熔点的是（ ）A玻璃 B水泥 C水玻璃 DNa2O·SiO29在实验室熔化NaOH固体，不能选用的坩锅是（ ）A铁坩锅 B瓷坩锅 C铝坩锅 D石墨坩锅10在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是（ ）A纯碱 B石英 C石灰石 D粘土11高岭土的组成表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x 、y的数值分别为（ ）A7，2 B6，3 C5，4 D3，612能将CaCO3 、SiO2、Na2SiO3三种白色粉末鉴别开来的试剂是（ ）A苛性钠溶液 B水 C氢氟酸 D稀盐酸13下列物质的浓溶液，能用磨口玻璃试剂瓶盛放的是（ ）A浓H2SO4 B水玻璃 C苛性钾 D氢氟酸14下列几种物质不能长期暴露在空气中的是（ ）A水晶 B水玻璃 C醋酸 D石英15写出下列反应的化学方程式（1）二氧化硅与氢氟酸反应：_（2）二氧化硅与NaOH溶液反应：_离子方程式：_（3）二氧化硅与氧化钙反应：_（4）高温条件下，二氧化硅与碳酸钠固体反应：_（5）硅酸钠溶液与盐酸反应：_ 离子方程式：_（6）硅酸钠溶液中通入少量CO2：_离子方程式：_ 六、课堂评价 1、学生自我评价： 2、教师课后反思：3、课后预习学案。 、预习课本8285页内容，完成资源与学案64页的学案 、思考83页思考与交流问题