必修一4.1無(wú)機(jī)非金屬材料的主角-硅硅及其重要化合物復(fù)習(xí)學(xué)案

硅及其重要化合物復(fù)習(xí)學(xué)案[交流]列舉你知道的含硅（元素）物質(zhì)或材料。復(fù)習(xí)一：硅在自然界的存在復(fù)習(xí)二：硅、二氧化硅結(jié)構(gòu)[回顧]1、硅晶體的結(jié)構(gòu)跟金剛石相似，1mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目約是________NA個(gè)。2、二氧化硅的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于在硅晶體結(jié)構(gòu)中每個(gè)硅硅單鍵之間插入1個(gè)氧原子。二氧化硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，硅、氧原子形成的最小環(huán)上氧原子數(shù)目是________；在SiO2晶體中，1個(gè)Si原子和個(gè)O原子形成個(gè)共價(jià)鍵；每個(gè)Si原子擁有個(gè)Si—O鍵，每個(gè)Si原子擁有個(gè)O原子，故SiO2是化學(xué)式，晶體中不存在“SiO2”[思考]1、通常人們把拆開(kāi)1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（△H），化學(xué)反應(yīng)的△H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。化學(xué)鍵Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C鍵能/kJ·mol—1460360436431176347●請(qǐng)回答下列問(wèn)題：●（1）右圖立方體中心的“●”表示硅晶體中的一個(gè)原子，請(qǐng)?jiān)诹⒎襟w的頂點(diǎn)用“●”表示出與之緊鄰的硅原子。（2）工業(yè)上高純硅可通過(guò)下列反應(yīng)制?。篠iCl4(g)+2H2(g)高溫Si(s)+4HCl(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=kJ/mol.2、（1）寫(xiě)出n個(gè)原硅酸形成的多硅酸的結(jié)構(gòu)式__________（2）此多硅酸分子中含有_______個(gè)Si—O鍵。復(fù)習(xí)三：硅、二氧化硅、硅酸的性質(zhì)[思考]下列說(shuō)法是否正確？1．單質(zhì)硅比金剛石熔點(diǎn)低

、硬度大2．硅和鍺相似，是良好的半導(dǎo)體材料

3．單質(zhì)硅比碳的非金屬性強(qiáng)4．含硅的鋼具有良好的耐酸性5．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下與氧氣、鹵素單質(zhì)、酸、堿都不反應(yīng)6．SiO2和CO2在物理性質(zhì)上有很大差別7．SiO2晶體易溶于水，水溶液呈現(xiàn)酸性8．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸9．氫氟酸保存在磨口玻璃試劑瓶中10．NaOH溶液保存在帶玻璃塞的試劑瓶中11．原硅酸和硅酸對(duì)應(yīng)的酸酐都是二氧化硅，因此可以由SiO2與水直接反應(yīng)制得12．CO2通入水玻璃中生成白色膠狀沉淀，過(guò)濾并加熱所得沉淀得白色粉末[歸納]硅、二氧化硅、硅酸的有關(guān)性質(zhì)[思考]硅和強(qiáng)堿反應(yīng)會(huì)生成氫氣，曾有人用這種方法來(lái)制備氫氣。在野外，為了迅速得到氫氣，用含量高的硅粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，并強(qiáng)熱，即可迅速得到氫氣。寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式：[討論]1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（1）分離SiO2和I2（2）檢驗(yàn)生石灰中混有石英和石灰石（3）除去SiO2中的少量Fe2O3（4）從鋁土礦（主要含Al2O3，含少量SiO2、Fe2O3）中提取Al2O32、如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)？復(fù)習(xí)四：硅的制取[討論]根據(jù)硅在自然界的存在形態(tài)和性質(zhì)，你認(rèn)為工業(yè)上可以用什么方法準(zhǔn)備硅單質(zhì)？[思考]以石英砂、焦碳、水、MnO2和濃鹽酸為原料來(lái)制取純硅，寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程：[練習(xí)]將河沙(主要成分是Si02)與鎂粉按一定質(zhì)量比(質(zhì)量比約大于15:24)混勻,裝入試管中加熱大約1分鐘后發(fā)生劇烈反應(yīng),生成一種白色固體化合物和一種硅化物,待生成的混合物冷卻后倒入盛有稀H2S04的燒杯中,立即產(chǎn)生氣泡,并伴有爆炸聲,產(chǎn)生的氣體是一種能在空氣中自燃的氣態(tài)氫化物。（1）寫(xiě)出河沙與鎂粉在加熱條件下反應(yīng)的方程式：；（2）生成的混合物放在稀H2S04中,產(chǎn)生的氣體是。（3）寫(xiě)出產(chǎn)生"爆炸聲"的化學(xué)方程式知識(shí)與技能1、了解硅在自然界中的存在、用途及性質(zhì)2、了解二氧化硅物理性質(zhì)，掌握其化學(xué)性質(zhì)3、了解硅酸鹽的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和用途4、掌握硅酸鈉的化學(xué)性質(zhì)情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途2、培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)化學(xué)，了解中華民族的傳統(tǒng)文化，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣第一課時(shí)導(dǎo)入：在美國(guó)有一個(gè)規(guī)模宏大的高科技工業(yè)園區(qū)，那就是家喻戶(hù)曉的硅谷。人們之所以用硅來(lái)代表高科技，是因?yàn)樗陔娮庸I(yè)革命中起了極其重要的作用──半導(dǎo)體材料。今天，我們就一起來(lái)探討第四章的課題1無(wú)機(jī)非金屬材料的主角──硅板書(shū)：無(wú)機(jī)非金屬材料的主角──硅請(qǐng)大家寫(xiě)出C和Si的原子結(jié)構(gòu)圖物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途。我們可以知道硅既不易失去又不易得到電子，主要形成四價(jià)化合物。它是親氧元素。所以在自然界中見(jiàn)不到它的單質(zhì)。既然如此，我們來(lái)看看硅的氧化物──SiO2（沙子主要成分）1、SiO2（1）存在形態(tài)：結(jié)晶形和無(wú)定形（2）結(jié)構(gòu)：立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（晶型是四面體）（3）性質(zhì)：①物理性質(zhì)：硬度大、熔點(diǎn)高、難溶于水，純凈的SiO2晶體是無(wú)色透明的②化學(xué)性質(zhì)A.化學(xué)性質(zhì)不活潑，不與水反應(yīng)不與酸（除HF外）反應(yīng)；SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O（雕刻玻璃）B.酸性氧化物，具有酸的通性討論：為什么實(shí)驗(yàn)室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞？（4）用途：光導(dǎo)纖維、電子工業(yè)重要部件、光學(xué)儀器、耐高溫化學(xué)儀器。利用石英晶體制造石英電子表、石英鐘等。2、硅酸（難溶于水）我們知道CO2溶于水，對(duì)應(yīng)水化物是H2CO3，SiO2難溶于水，那么硅酸如何得到？實(shí)驗(yàn)室用可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得。（1）制備原理：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3實(shí)驗(yàn)4-1(P65)現(xiàn)象：無(wú)色透明→軟而透明膠凍狀結(jié)論：可溶性硅酸鹽與酸反映生成難溶性硅酸化學(xué)方程式：Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3（2）化學(xué)性質(zhì)A.易失水

H2SiO3==SiO2+H2OB.弱酸性：（比較強(qiáng)的酸可以把比較弱的酸從它們的鹽溶液中置換出來(lái)）Na2SiO3+CO2==2Na2CO3+H2SiO3(3)用途硅膠──干燥劑第二課時(shí)二、硅酸鹽1、特點(diǎn)：由Si、O和金屬元素組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。如Na2SiO3等。因?yàn)楣杷猁}一般不溶于水，下面我們就看看一種溶于水的硅酸鹽Na2SiO32、硅酸鹽（Na2SiO3）──水玻璃（海波）：木材防火劑及黏膠劑、肥皂填料實(shí)驗(yàn)4-2放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象燃燒幾乎不燃燒結(jié)論Na2SiO3水溶液具有阻燃作用三、Si單質(zhì)1、存在：沒(méi)有游離態(tài)，只有化合態(tài)分布：自然界中分布廣泛，在地殼中居第二位，僅次于氧。是構(gòu)成礦物和巖石的主要成分。2、性質(zhì)：練習(xí)1、CO2通入下列各溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是（

）A、CaCl2

B、石灰水

C、飽和Na2CO3