二氧化硅和硅酸第1課時導學案.doc

第4章第1節(jié)無機非金屬材料的主角硅（第1課時） 劉 義【學習目標】1、記住硅元素的原子結構特點和存在形式。、記住SiO2的存在形態(tài)，掌握其化學性質。、記住硅酸的組成和性質，了解硅膠的形成和用途?！局攸c難點】1、 二氧化硅和硅酸的性質 2、二氧化硅結構的理解【學習過程】一、預習自學，探究問題閱讀教材P74-76思考：碳和硅在自然界中的存在形式項目原子結構示意圖原子結構的特點自然界中的存在形態(tài)碳硅 小結：（1）兩元素的共性：在化學反應中其原子既不易失電子也不易得電子，主要形成共價（四價）化合物。（2）硅是一種親氧元素，在自然界中它總是與氧相互化合的。二、完成學案，提出問題： 預習課本內容，完成資源與學案P60的學案三、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約占地殼總質量的 ；其存在形態(tài)有 和 兩大類，統(tǒng)稱 。 （2）結構（代表硅原子；代表氧原子）：(a)SiO2晶體的基本結構單元呈 形，每個Si原子周圍結合 個O，每個O原子跟 個Si相結合，Si與O原子按 的比例組成 的晶體。(b)石英晶體是結晶的 ，石英中無色透明的晶體叫 ，具有彩色環(huán)帶狀或層狀的稱為 ，沙子中含有小粒的 晶體。（3）用途：(a)以SiO2為主要成分的沙子仍然是基本的 材料。(b) 是現(xiàn)代光學和光纖制品的基本原料（可制作實驗室使用的石英坩堝、信息高速公路的骨架石英光導纖維等）。(c) 和 制作飾物和工藝品。(4）物理性質：SiO2 溶于水，熔點 ，硬度 。 (5)化學性質 (a)不活潑性：常溫下，與水不反應，氫氟酸是惟一可以與之反應的酸，化學方程式： 。玻璃中含SiO2，所以可以用 來雕刻玻璃，氫氟酸必須用 瓶盛裝。 (b)具有 性氧化物的通性：對比CO2的性質填寫SiO2的一些重要性質二氧化碳二氧化硅化學式物理性質化學性質與水反應與NaOH反應與CaO反應特性不研究小結：SiO2是一種酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。SiO2不能與水反應生成相應酸；與堿反應生成鹽和水；與堿性氧化物反應生成鹽。特性是可與氫氟酸反應生成四氟化硅和水。SiO2 + HF = 討論：盛NaOH溶液的試劑瓶用橡膠塞而不用玻璃塞的原因： 。高溫(c)弱氧化性：2C+SiO2 Si + 2CO理解：SiO2的這些性質是由它的 結構決定的。二、硅酸【實驗探究】實驗41實驗操作實驗現(xiàn)象結論滴加酚酞試液后溶液呈 色,滴加稀鹽酸后溶液變?yōu)闊o色,有 生成。記憶：Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃。Na2SiO3溶液呈 性，反應生成了硅酸凝膠（難溶于水）?；瘜W方程式：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl四、總結反芻1、硅酸的性質(1)是一種很弱的酸,酸性:H2SiO3 (填“”“”)H2CO3。 （2）根據強酸制備弱酸的原理，設計實驗證明鹽酸、碳酸和硅酸的酸性強弱？方案： (3)不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定）受熱易分解為二氧化硅和水： 。(4)硅酸在水中的溶解度 。2、硅酸的制備（1）因SiO2不溶于水也不與水反應，所以不能直接用SiO 2與水反應制備硅酸。（2）硅酸可通過 制得，所生成的H2SiO3易聚合形成膠體溶液硅酸溶膠，硅酸濃度較大時，則形成 ；硅酸凝膠干燥脫水硅酸干凝膠，又稱為 ，吸附水分能力強，常用作 ，也用作的載體。Na2SiO3溶液與鹽酸和反應的化學方程式： ；Na2SiO3溶液與CO2反應的化學方程式： ；五、檢測落實1.下列物質中,不能用玻璃瓶來盛裝的是 ( )A.燒堿溶液 B.濃硫酸 C.氫氟酸 D.碳酸納溶液2.要除去SiO2中混有的少量CaO雜質，最適宜的試劑是（ ） A.純堿溶液 B.鹽酸 C.硫酸 D.苛性鈉溶液3.下列物質中,主要成分不是SiO2的是（ ） A.金剛砂 B.瑪瑙 C.水晶 D.石英4.能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是（ ）A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水。 B.CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C.SiO2常溫下是固體，CO2常溫下是氣體 D.氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀5.下列物質的變化，不能通過一步化學反應完成的是（ ）A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2O2Na2CO3 D.SiO2H2SiO3 6.A是一種天然透明晶體，B是一種常見的無色無味的氣體，可使澄清石灰水變渾濁。A雖不能溶于強酸，但卻能溶于氫氟酸，并生成氣體C，A和燒堿溶液反應生成D的水溶液，當氣體B通入D的水溶液中，能生成白色膠狀沉淀E，E加熱后重新生成A。（1）寫出化學式A 、B 、C 、D 、E 。（2）寫出有關反應的化學方程式。7科學家提出硅是“21世紀的能源”，這主要是由于作為半導體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列關于硅的說法中錯誤的是 （ ）A自然界硅的貯量豐富B自然界中存在大量的單質硅C高純度的硅被用于制作計算機芯片 D光導纖維的主要成分是Si8下列說法正確的是（ ）A二氧化硅溶于水顯酸性 B二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可得硅酸C已知高溫時有所以硅酸的酸性比碳酸強D因為二氧化硅屬于酸性氧化物，所以不溶于任何酸9能證明碳酸比硅酸酸性強的實驗事實是（ ）。A CO2是氣體，SiO2是固體B高溫下能發(fā)生反應CCO2溶于水生成碳酸，而SiO2卻不溶于水D CO2通入Na2SiO3溶液中有膠狀沉淀生成10賞心悅目的雕花玻璃是用下列物質中的一種對玻璃進行刻蝕而制成的。這種物質是（ ）A鹽酸 B氫氟酸 C燒堿 D純堿11空氣中久置而不會變質的是（ ）A燒堿 B過氧化鈉 C二氧化硅 D硅12下列物質間轉化必須加入還原劑才能實現(xiàn)的是（ ）ASiO2Na2SiO3 BSiNa2SiO3CSiSiF4 DSiO2Si13、按由多到少的順序，在地殼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，其原子結構示意圖分別是 、 。碳是構成 的主要元素，硅主要以熔點很高的 和 的形式存在，是構成巖石與許多礦物的基本元素。14、 由同一種元素組成的不同單質，稱為該元素的同素異形體。在各種碳的同素異形體中，鉛筆芯的主要成分是 ，它是一種深灰色、有金屬光澤且不透明的片狀固體，質軟，具有潤滑性，它能夠 ，常用作電極。鉆石的成分是 ，是無色透明的晶體，硬度 。由60個碳原子組成、形似足球的 （寫分子式）也是碳的同素異形體。15、下表中括號內的物質是雜質，試將除雜試劑和分離方法填入表中：混合物SiO2（CaCO3）SiO2 (Fe2O3)SiO2 (NaCl)SiO2 (Si)Si(Al)NaHCO3(Na2SiO3)除雜試劑分離方法16、檢驗石灰中含有碳酸鈣和二氧化硅的方法是：取少許試樣，加入過量的 ，有 產生，說明石灰中含有 。充分振蕩后過濾，有濾渣存在說明含有 。六、課堂評價 1、學生自我評價： 2、教師課后反思：3、課后預習學案。 、預習課本7780頁內容，完成資源與學案頁61的學案 、思考總結硅的化學性質第4章第1節(jié)無機非金屬材料的主角-硅（第2課時）【學習目標】 1、掌握硅酸鹽的性質、用途。 2、了解硅的物理性質和重要用途。3、了解陶瓷、玻璃、水泥等幾類硅酸鹽產品?！局攸c難點】 1.硅、硅酸鹽的性質、用途 2. 認識到硅酸鹽工業(yè)與人類生產、生活密切相關【學習過程】一、預習自學，探究問題 閱讀教材P77-80思考：硅與酸堿如何反應二、完成學案，提出問題：預習課本內容，完成資源與學案P61的學案1、硅酸鹽（1）硅酸鹽：硅酸鹽是由 組成的化合物的總稱，在自然界分布極廣。硅酸鹽是一類結構復雜的固態(tài)物質，大多 于水，化學性質很 。（2)硅酸鈉：硅酸鈉溶于水，俗稱 和泡花堿。用于制備硅膠和 等的原料。(3)硅酸鹽工業(yè)（a）常見的硅酸鹽產品傳統(tǒng)無機非金屬材料（b）新型陶瓷新型無機非金屬材料（閱讀教材79頁）新型陶瓷：結構陶瓷、超導陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷。(4)硅酸鹽的用途：制造玻璃、水泥、陶瓷等。2、硅單質產品主要原料主要設備反應條件主要反應或主要成分主要性質水泥粘土、石灰石、(石膏)適量水泥回轉窯高溫硅酸三鈣：3CaOSiO2硅酸二鈣：2CaOSiO2鋁酸三鈣：3CaOAl2O3水硬性玻璃純 堿石灰石石 英玻璃窯高溫Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2成分：Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2硬度高、耐磨損、耐高溫、透光性好、較脆。很穩(wěn)定陶瓷黏土硬度高、耐磨損、耐高溫、透光性好、較脆。很穩(wěn)定（1）物理性質：硅是良好的材料。單質硅有 和 兩種,結構與金剛石類似，它是帶有 光澤的 色固體，熔點 （1410），硬度 、有 性。（2）化學性質：硅和碳一樣最外層 個電子，其原子既 又 電子，常溫下化學性質 。(3)特性：硅與NaOH的反應：Si + 2NaOH + H2O=Na2SiO3 + 2H2 三、合作探究1、【實驗探究】實驗42取兩個小木條或濾紙條，分別放入蒸餾水和Na2SiO3飽和溶液中，使之充分吸濕、浸透，取出稍瀝干（不再滴液吧）后，同時分別放置在酒精燈外焰處。觀察現(xiàn)象。放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象結論2、硅酸鹽組成的表示方法：(1)將硅酸鹽中所有元素都寫成氧化物。氧化物的書寫順序：相對的活潑金屬氧化物相對不活潑金屬氧化物二氧化硅水(2)氧化物之間以“”隔開。(3)在氧化物前面按化學式中的比例添加上系數。Na2SiO3 (硅酸鈉)表示為 ，CaMg3Si4O12(石棉)表示為 ，KAlSi3O8(長石)表示為 ，Al2Si2O5(OH)4(粘土) 表示為 。3、硅的制備 結合教材P81第9題(1)將石英砂（SiO2）和焦碳在電爐中高溫反應生成粗硅和一氧化碳，化學方程式為： ；(2)粗硅轉變?yōu)榧児瑁篠i(粗)+2Cl2 SiCl4+2H2 閱讀課本P76、P80和P81第9題，談談你對“從沙灘到用戶”的認識。4、硅的用途：硅是人類將太陽能轉換成電能的常用材料?？梢灾圃旃怆姵氐鹊?。五、檢測落實 1.下列物質中屬于純凈物的是 ()A.Na2CO310H2O B.水泥C.純凈的鹽酸D.普通玻璃2.下列敘述正確的是 ()ASiO2不屬于無機非金屬材料 B金屬不能作為結構材料C玻璃是一種新型的非金屬材料 DC60也是一種材料3.(2010廣州綜合測試)有些科學家提出硅是“21世紀的能源”，這主要是由于作為半導體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用下列關于硅的說法不正確的是 ()A高純度的單質硅被廣泛用于制作計算機芯片 B硅可由二氧化硅還原制得C常溫時硅與水、空氣和酸不反應，但能與氫氟酸反應D自然界硅元素的貯量豐富，并存在大量的單質硅4下列關于碳和硅的敘述中，正確的是 ()A其氧化物都能與NaOH溶液反應 B其單質在加熱時都能跟O2反應C其氧化物都能溶于水生成相應的酸 D碳和硅兩種元素共有兩種單質5下列物質：氫氟酸；濃H2SO4；燒堿溶液；Na2CO3固體；氧化鈣；濃HNO3，其中在一定條件下能與SiO2反應的有 ()A B.全部 C D6下列敘述正確的是 ()氧化鋁是一種比較好的耐火材料，可用來制造耐火坩堝氧化鐵常用作紅色油漆和涂料硅酸鈉是制備硅膠和木材防火劑的原料以純堿、石灰石、石英為原料可制普通玻璃石灰石、高嶺石、石英和水晶的主要成分都是SiO2A BC D7下列物質中屬于純凈物的是（ ）ANa2CO310H2O B水泥C純凈的鹽酸 D普通玻璃8下列物質有固定熔點的是（ ）A玻璃 B水泥 C水玻璃 DNa2OSiO29在實驗室熔化NaOH固體，不能選用的坩鍋是（ ）A鐵坩鍋 B瓷坩鍋 C鋁坩鍋 D石墨坩鍋10在玻璃工業(yè)、水泥工業(yè)中都用到的原料是（ ）A純堿 B石英 C石灰石 D粘土11高嶺土的組成表示為Al2Si2Ox(OH)y，其中x 、y的數值分別為（ ）A7，2 B6，3 C5，4 D3，612能將CaCO3 、SiO2、Na2SiO3三種白色粉末鑒別開來的試劑是（ ）A苛性鈉溶液 B水 C氫氟酸 D稀鹽酸13下列物質的濃溶液，能用磨口玻璃試劑瓶盛放的是（ ）A濃H2SO4 B水玻璃 C苛