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1、学习目标学习目标 1.了解硅在自然界的存在形式。 2.知道二氧化硅的物理性质。 3.了解二氧化硅与氢氟酸、碱性氧化物、强碱的反应。 4.能列举二氧化硅制品的主要用途。 5.了解硅酸的性质(弱酸性、水溶性、硅胶的吸水性)及制备方法。 1.了解二氧化硅与氢氟酸、碱性氧化物、强碱的反应。 2.了解硅酸的性质及制备方法。 重 难 点重 难 点 1.1.硅元素的存在硅元素的存在 2.2.二氧化硅在自然界中的存在形式和用途二氧化硅在自然界中的存在形式和用途 二氧化硅是硅最重要的化合物,天然存在的二氧化硅分结晶形和 无定形两种。石英晶体是结晶的二氧化硅,具有不同的晶型和色 彩。石英中无色透明的晶体叫作水晶,
2、具有彩色环带状或层状的 称为玛瑙。纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料。 3.3.二氧化硅的物理性质二氧化硅的物理性质 二氧化硅是一种硬度很大,熔、沸点很高的无色晶体,难溶于水。 4.4.二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质 (1)SiO2是酸性氧化物,能与碱、碱性氧化物发生反应。 SiO2+CaOCaSiO3 SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O (2)SiO2能与氢氟酸发生反应:4HF+SiO2 SiF4+2H2O。 SiO2是玻璃的主要成分之一,因此盛氢氟酸的试剂瓶不能用玻璃 容器(可用塑料瓶)盛装。 5.5.硅酸的性质硅酸的性质 (1)弱酸性: 向Na2SiO3溶液中通入
3、CO2,生成胶体: Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3(胶体)或 Na2SiO3+2CO2+2H2O2NaHCO3+H2SiO3(胶体)。 结论:H2SiO3酸性比H2CO3酸性更弱。 (2)不稳定性: H2SiO3不稳定,受热易分解: H2SiO3SiO2+H2O。 6.6.硅酸的存在及用途硅酸的存在及用途 (1)浓度小时:形成硅酸溶胶。 (2)浓度大时:形成硅酸凝胶。 (3)硅胶: 硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶,称为“硅胶”,具 有强的吸水能力,常用作干燥剂或催化剂的载体。 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)硅原子不容易得电子,所以自然界中存
4、在大量的单质硅。( ) (2)水晶是纯净的二氧化硅。( ) (3)二氧化硅晶体是由SiO2分子直接组成的。( ) (4)二氧化硅不能与水反应生成硅酸,故SiO2不属于酸性氧化物。( ) (5)熔融氢氧化钠固体可用石英坩埚。( ) (6)所有的无机酸都易溶于水。( ) 答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6) 【练习练习】 化学式化学式CO2SiO2 构成构成CO2分子 1个Si周围有4个O,1个O周围有2个 Si,呈空间网状结构,无SiO2分子 物理性质物理性质气体,熔、沸点低,溶于水 固体,熔、沸点高,硬度大,不溶于水 与碱性氧与碱性氧 化物反应化物反应 CaO+CO2 CaCO
5、3CaO+SiO2 CaSiO3 与强碱与强碱 溶液反应溶液反应 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O 与盐反应与盐反应 Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3(胶体) SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2 一、一、CO2和和SiO2的比较的比较 化学式化学式CO2SiO2 与碳反应与碳反应C+CO2 2CO2C+SiO2 Si+2CO 与与H2O反应反应CO2+H2O H2CO3不与水反应 与酸反应与酸反应不反应 只与氢氟酸反应 SiO2+4HF SiF4+2H2O 用途用途 干冰用于人工降雨,制 碳酸饮料 制饰
6、品、实验室里的石英 坩埚、光导纤维 1.下列说法不正确的是( ) A.因SiO2不溶于水,故SiO2不是酸性氧化物 B.在反应SiO2+2CSi+2CO中,SiO2作氧化剂 C.SiO2是一种空间立体网状结构的晶体,熔点高,硬度大 D.氢氟酸能够刻蚀玻璃,故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸 解析:A项,SiO2不溶于水,但它能与强碱反应生成硅酸盐和水,是酸性氧 化物;B项,在该反应中SiO2被C还原为Si,SiO2作氧化剂;C项,由于SiO2是一 种空间立体网状结构的物质,故SiO2熔点高,硬度大;D项,SiO2能与氢氟酸 反应,故常用氢氟酸刻蚀玻璃,不能用玻璃瓶盛装氢氟酸。 答案:A 【例题例题】
7、2.下列叙述正确的是( ) A.CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以两者物理性质相似 B.因为CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2,所以硅酸的酸性比碳酸的强 C.CO2和SiO2都能与碳反应,且都作氧化剂 D.SiO2晶体熔、沸点高,硬度大,故可用于制作光导纤维 解析:CO2的熔、沸点低,溶于水,SiO2的熔、沸点高,硬度大,不溶于水,两者 均是酸性氧化物,但这和它们物理性质是否相似无因果关系,A项错;SiO2和 CaCO3反应是SiO2的特殊性质,不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3的弱,B项 错;SiO2晶体在光学方面的特性,决定了SiO2可制作光导纤维,D项错。 答案:C 二、硅
8、酸的性质和制备二、硅酸的性质和制备 1.硅酸的制备 实验操作 实验现象 滴加酚酞溶液后溶液呈红色,滴加稀盐酸后 溶液变为无色,有胶状物质生成 结论 Na2SiO3溶液呈碱性; 滴加稀盐酸后发生反应的化学方程式为 Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3(胶体) H2CO3H2SiO3 酸性酸性均为弱酸,且酸性:H2CO3H2SiO3 水溶性水溶性能溶于水难溶于水 稳定性稳定性 常温下易分解生成 CO2和H2O 受热易分解,化学反应方程 式为H2SiO3 SiO2+H2O 转化关系转化关系Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3(胶体) 2.H2CO3与H2SiO3的
9、比较 1.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.通过反应Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3(胶体)制取硅酸是 利用了可溶性酸制难溶性酸的性质 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 解析:SiO2不能与水反应生成硅酸,A错;B中反应是利用了强酸制弱酸的 规律,B错;硅酸虽难溶于水,但可与强碱溶液反应生成硅酸盐,C错。 答案:D 【例题例题】 2.碳酸的酸性比硅酸的强,某化学课外小组搜集了大量的证据证 明硅酸的酸性弱于碳酸酸性。其中能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸 性的实验事实是( ) A.CO
10、2溶于水形成碳酸,SiO2难溶于水 B.CO2通入可溶性硅酸盐溶液中,析出硅酸沉淀 C.高温下SiO2与碳酸钙、碳酸钠等固体反应生成CO2 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 解析:根据强酸制弱酸的规律,CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀的 事实可证明碳酸的酸性比硅酸的强。 答案:B 探究盐酸、碳酸、硅酸酸性的相对强弱探究盐酸、碳酸、硅酸酸性的相对强弱 为确认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: (1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液,分液漏斗中所盛试剂是 。 (2)装置B所盛试剂是 ,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)由此可得出的结论是:酸性 。 科学探究科学探究 强酸制弱酸的规律强酸制弱酸的规律 强酸可与弱酸盐反应生成相应的弱酸和强酸盐,而弱酸不与强 酸盐反应。强酸与弱酸盐能发生反应是因为生成的弱酸难电离,使 反应体系中的离子浓度减小。如: 2CH3COONa+H2SO4 2CH3COOH+Na2SO4; 2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa+H2O+CO2; Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3(胶体); CaCl2与CO2、H2O不发生反应。