高一化學(xué)必修一二氧化硅和硅酸

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1、 第 一 課 時(shí) 二 氧 化 硅 和 硅 酸 一 、 自 然 界 中 的 硅 元 素硅 在 地 殼 中 的 含 量 僅 次 于 ， 硅 是 一 種 親 氧 元 素 ，硅 的 和 約 占 地 殼 質(zhì) 量 的 9 0 %以 上 ； 硅 原子 最 外 層 有 個(gè) 電 子 ， 既 不 易 失 去 電 子 ， 也 不 易 得 到電 子 ， 主 要 形 成 四 價(jià) 化 合 物 主 要 形 成 價(jià) 的 化 合物 氧 化 物 硅 酸 鹽4 4氧 天 然結(jié) 晶 水 晶瑪 瑙小 粒二 、 二 氧 化 硅1 存 在 形 式 SiO2的 存 在 形 態(tài) 有 _形 和 _形兩 大 類 ， 水 晶 、 瑪 瑙 的 主 要

2、 成 分 是 _的 二 氧 化硅 結(jié) 晶 結(jié) 晶 無 定 水 晶 瑪 瑙 結(jié) 晶 無 定結(jié) 晶1 2立 體 網(wǎng) 狀 4 2高 大不 正 四 面 體 空 間 網(wǎng) 狀 結(jié) 構(gòu) 硅 氧 比 例 ： 1： 2 沒 有 SiO2 分 子 存 在 只 存 在 硅 氧 原 子 3 物 理 性 質(zhì)二 氧 化 硅 是 的 體 ， 于 水 2） SiO2的 四 面 體 結(jié) 構(gòu) 堅(jiān) 硬 難 熔 不 溶 石 英 制 品 4 化 學(xué) 性 質(zhì) ： 很 穩(wěn) 定(1 )與 氫 氟 酸 (HF)反 應(yīng) HF是 唯 一 可 以 與 之 發(fā) 生 反 應(yīng) 的 酸 ： (可 以 用 來 雕 刻 玻 璃 )(2 )SiO2 作 為 酸

3、性 氧 化 物 可 以 和 、 反 應(yīng) ， 但與 水 和 堿 反 應(yīng) ： . 和 堿 性 氧 化 物 反 應(yīng) ： .SiO2 4 HF=SiF4 2 H2 O強(qiáng) 堿 堿 性 氧 化 物不 反 應(yīng) SiO2 2 NaOH=Na2 SiO3 H2 OSiO 2 CaO CaSiO3（ 3） 弱 氧 化 性 ： SiO2 + 2C = Si + 2CO高 溫 （ 4） 與 鹽 反 應(yīng) ： Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2 CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2 高 溫 高 溫 1 、 保 存 氫 氧 化 鈉 溶 液 的 試 劑 瓶 能 使 用 玻 璃 塞 嗎

4、 ？ 為 什 么 ？提 示 ： 盛 放 NaOH溶 液 的 試 劑 瓶 不 能 用 玻 璃 塞 ， 因?yàn)?玻 璃 中 含 有 的 SiO2 ， 可 與 NaOH溶 液 反 應(yīng) 生 成 具有 黏 性 的 Na2 SiO3 ， 使 瓶 塞 不 易 打 開 探 討 交 流2、 實(shí) 驗(yàn) 室 如 何 保 存 氫 氟 酸 ？提 示 ： 氫 氟 酸 可 腐 蝕 玻 璃 ， 故 應(yīng) 保 存 在 鉛 制 的容 器 或 塑 料 容 器 中 5 二 氧 化 硅 的 用 途(1 )以 SiO2 為 主 要 成 分 的 沙 子 是 基 本 的 建 筑 材 料 ；(2 )制 造 電 子 部 件 和 光 學(xué) 儀 器 ；(3

5、 )是 信 息 公 路 的 骨 架 的 主 要 成 分 ；(4 )用 石 英 、 瑪 瑙 制 作 的 工 藝 制 品 （ 5） 實(shí) 驗(yàn) 室 中 使 用 石 英 坩 堝 。 光 導(dǎo) 纖 維 2 化 學(xué) 性 質(zhì)(1 )弱 酸 性 ：向 Na2 SiO3 溶 液 中 通 入 CO2 ， 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式 為 .結(jié) 論 ： H2 SiO3 酸 性 比 H2 CO3 酸 性 Na2 SiO3 CO2 H2 O=H2 SiO3 +Na2 CO3弱三 、 硅 酸1物 理 性 質(zhì)_于 水 的 白 色 膠 狀 物 質(zhì) 。難 溶 (2 )不 穩(wěn) 定 性H2 SiO3 受 熱 易 分 解 ， 反 應(yīng)

6、方 程 式 為 .注 ： 硅 酸 只 能 與 強(qiáng) 堿 反 應(yīng) ， 不 能 使 酸 堿 指 示 劑 變 色反 應(yīng) 方 程 式H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O 2 硅 酸 的 制 備二 氧 化 硅 難 溶 于 水 ， 故 不 能 與 水 化 合 制 硅 酸通 常 用 可 溶 的 硅 酸 鹽 與 酸 反 應(yīng) 制 得 硅 酸紅 色無 色 白 色 膠 狀 沉 淀堿 性Na 2SiO3 2H Cl=2NaCl H 2SiO3 3 硅 酸 的 存 在 及 用 途(1 )濃 度 小 時(shí) ： 形 成 (2 )濃 度 大 時(shí) ： 形 成 (3 )硅 膠硅 酸 凝 膠 經(jīng) 干 燥 脫

7、水 得 到 的 ， 稱 為 “ ” ，硅 膠 多 孔 ， 具 有 強(qiáng) 的 ， 常 用 作 或 . 硅 酸 溶 膠硅 酸 凝 膠 硅 酸 干 凝 膠 硅 膠吸 水 性 干 燥 劑催 化 劑 的 載 體 1 自 然 界 中 的 硅 既 有 化 合 態(tài) ， 又 有 游 離 態(tài) ( )提 示 ： 錯(cuò) 誤 ， 因 硅 有 親 氧 性 ， 在 自 然 界 中 只 有 化 合 態(tài) ， 而 無 游 離 態(tài) 2 沙 子 、 水 晶 、 瑪 瑙 的 主 要 成 分 都 是 SiO2 . ( )提 示 ： 正 確 ， 它 們 都 是 結(jié) 晶 形 二 氧 化 硅 3 盛 裝 純 堿 溶 液 的 試 劑 瓶 可 用 玻

8、 璃 塞 ( )提 示 ： 錯(cuò) 誤 ， 因 純 堿 溶 液 呈 堿 性 ， 故 不 能 用 玻 璃 塞 4 硅 酸 鈉 溶 液 可 使 酚 酞 溶 液 變 紅 ( ) 提 示 ： 正 確 5 反 應(yīng) ： Na2SiO3 CO2 H2O=H2SiO3 Na2CO3說 明硅 酸 酸 性 弱 于 碳 酸 ( ) 提 示 ： 正 確 自 查 診 斷 ： 正 誤 判 斷 一 、 二 氧 化 碳 與 二 氧 化 硅 的 比 較名 稱 二 氧 化 碳 二 氧 化 硅主 要 存 在 環(huán)境 空 氣 巖 石 中 ， 石 英 、 沙 子和 硅 藻 土 都 含 有 SiO2物 理 性 質(zhì) 熔 、 沸 點(diǎn) 低 ， 常溫

9、 下 是 氣 體 ， 微溶 于 水 硬 度 大 ， 熔 點(diǎn) 高 的 固體 ， 不 溶 于 水點(diǎn) 撥 重 點(diǎn) 攻 克 難 點(diǎn) 名 稱 二 氧 化 碳 二 氧 化 硅化 學(xué)性 質(zhì) 與 水 反 應(yīng) CO2 H 2O H 2CO3 不 反 應(yīng)與 酸 反 應(yīng) 不 反 應(yīng) SiO2 4H F= SiF4 2H 2O與 NaOH 反 應(yīng) CO2 2NaOH = Na2CO3 H 2O SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H 2O與 CaO反 應(yīng) CO 2 CaO= CaCO3 SiO2 CaO CaSiO3與 C反 應(yīng) CO2 C 2CO SiO2 2C Si 2CO用 途 人 工 降 雨 光 導(dǎo) 纖

10、 維 、 光 學(xué) 儀 器 二 氧 化 碳 與 二 氧 化 硅 性 質(zhì) 的 不 同 主 要 是 由 其 結(jié) 構(gòu) 的不 同 決 定 的 ， “ CO2 ” 可 稱 為 1 個(gè) 二 氧 化 碳 分 子 ， 而“ SiO2 ” 卻 不 能 表 示 1 個(gè) 二 氧 化 硅 分 子 ， 只 能 表 示 該 晶 體中 硅 、 氧 原 子 的 個(gè) 數(shù) 比 為 1 2 .特 別 提 醒 二 、 硅 酸 的 制 備 與 弱 酸 性SiO2 難 溶 于 水 ， 不 能 與 水 發(fā) 生 反 應(yīng) ， 在 制 備 硅 酸 時(shí) 應(yīng) 用 可溶 性 硅 酸 鹽 與 較 強(qiáng) 酸 反 應(yīng) ， Na2 SiO3 2 HCl=2 Na

11、ClH2 SiO3 或 Na2 SiO3 CO2 H2 O=Na2 CO3 H2 SiO3 .如 何 用 實(shí) 驗(yàn) 同 時(shí) 能 證 明 酸 性 ： 鹽 酸 碳 酸 硅 酸 ？ 例 1 下 列 關(guān) 于 二 氧 化 硅 的 說 法 中 正 確 的 是 ( )A 二 氧 化 硅 分 子 由 一 個(gè) 硅 原 子 和 兩 個(gè) 氧 原 子 構(gòu) 成B 在 二 氧 化 硅 晶 體 中 ， 每 個(gè) 硅 原 子 周 圍 結(jié) 合 4 個(gè) 氧 原 子C 二 氧 化 硅 可 用 來 制 作 干 燥 劑 ， 因 二 氧 化 硅 可 與 水 反 應(yīng)D 二 氧 化 硅 是 酸 性 氧 化 物 ， 它 不 溶 于 任 何 酸授

12、之 以 漁 ， 舉 一 反 三考 查 點(diǎn) 一 二 氧 化 硅 的 結(jié) 構(gòu) 和 性 質(zhì) B 二 氧 化 硅 是 酸 酐 (即 酸 性 氧 化 物 )的 原 因 是 ( )A 它 溶 于 水 得 相 應(yīng) 的 酸B 它 對 應(yīng) 的 水 化 物 是 可 溶 性 強(qiáng) 酸C 它 與 強(qiáng) 堿 溶 液 反 應(yīng) 只 生 成 鹽 和 水D 它 是 非 金 屬 氧 化 物 C 例 2 能 證 明 碳 酸 的 酸 性 比 硅 酸 強(qiáng) 的 事 實(shí) 是 ( )A CO2 溶 于 水 生 成 碳 酸 ， SiO2 不 溶 于 水 也 不 能 跟 水 直 接 反應(yīng) 生 成 硅 酸B 在 高 溫 條 件 下 ， SiO2 和

13、Na2 CO3 能 發(fā) 生 反 應(yīng) ： SiO2 Na2 CO3 Na2 SiO3 CO2 C SiO2 熔 點(diǎn) 比 CO2 高D CO2 通 入 Na2 SiO3 稀 溶 液 中 ， 生 成 白 色 膠 狀 沉 淀 ， 所 生 成的 H 2 SiO3 逐 漸 聚 合 而 形 成 硅 酸 溶 膠 考 查 點(diǎn) 二 硅 酸 的 制 備 及 其 弱 酸 性 D 1 、 下 列 關(guān) 于 硅 酸 的 敘 述 ， 錯(cuò) 誤 的 是 ( )A 硅 酸 是 一 種 很 弱 的 酸B 硅 酸 可 由 二 氧 化 硅 與 水 反 應(yīng) 制 得C 硅 酸 不 穩(wěn) 定 ， 加 熱 脫 水 會(huì) 生 成 二 氧 化 硅D 硅

14、 酸 可 以 由 可 溶 性 硅 酸 鹽 與 鹽 酸 反 應(yīng) 制 得 B 2、 將 過 量 的 CO2分 別 通 入 CaCl2溶 液 ； Na2SiO3溶 液 ； NaAlO2溶 液 ； 飽 和Na2CO3溶 液 ； Ca(OH)2.最 終 溶 液 中 有 白色 沉 淀 析 出 的 是 ( ) A B C D B 3、 A、 B、 C、 D、 E代 表 單 質(zhì) 或 化 合 物 ， 它 們 之 間 的相 互 轉(zhuǎn) 換 關(guān) 系 如 圖 所 示 A為 地 殼 中 含 量 僅 次 于 氧的 非 金 屬 元 素 的 單 質(zhì) 請 填 空 ： (1)形 成 單 質(zhì) A的 原 子 的 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 為 _， 它 的 最 高 化 合 價(jià) 為 _ (2)B的 化 學(xué) 式 (分 子 式 )為 _ B和 碳 反 應(yīng) 生 成 A和 E的 化 學(xué) 方 程 式 是_ (3)C的 化 學(xué) 式 為 _， D的 化 學(xué) 式 為 _ 4 SiO2 SiO 2 2C Si 2CO CaSiO3 Na2SiO3