人教版必修1 第4章第1節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角——硅（第1課時(shí)） 學(xué)案.doc

第四章非金屬及其化合物第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角硅第1課時(shí) 二氧化硅和硅酸【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解sio2的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途。2了解硅酸的制備和化學(xué)性質(zhì)?！緦W(xué)習(xí)探究過程】主題學(xué)習(xí)內(nèi)容概括歸理前置作業(yè)畫出碳和硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖，指出它們在元素周期表的位置，比較兩者的非金屬性，推測兩種元素的化學(xué)性質(zhì)?！舅季S建模】每課一題二氧化碳在常溫下為無色無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水。具有酸性氧化物的通性，請用化學(xué)方程式表示下列反應(yīng)：(1)與水反應(yīng)： ；(2)與堿反應(yīng)： ；(3)與堿性氧化物反應(yīng)： (4)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法 。酸性氧化物的通性：主題一二氧化硅1硅元素在地殼中的含量是26.3%，僅次于 。硅元素在自然界中主要以 的形式存在，原因是 。2硅的氧化物為二氧化硅，俗名為 ，天然二氧化硅分為 (如方石類、水晶等)和 (如硅藻土)。根據(jù)日常生活中的實(shí)例描述二氧化硅的物理性質(zhì)： 。3列表比較二氧化碳和二氧化硅的性質(zhì)。co2sio2物理性質(zhì)與堿性氧化物反應(yīng)與堿液反應(yīng)與h2o反應(yīng)與酸反應(yīng)歸納總結(jié)二氧化硅與二氧化碳的物理性質(zhì)差異較大的原因是 。問題1：從自然界的存在形式看，碳硅兩元素有什么異同？為什么問題2：碳和硅是同族元素，但二氧化碳與二氧化硅的物理性質(zhì)相差很大，為什么？問題3：二氧化硅不同于二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)有哪些？二氧化碳與二氧化硅性質(zhì)的異同及原因：主題二硅酸1硅酸的制備：按表中實(shí)驗(yàn)操作要求完成實(shí)驗(yàn)，并將觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及有關(guān)結(jié)論填入表中：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論問題4：上述實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f明元素的非金屬性clc？為什么？問題5：為什么二氧化碳通入硅酸鈉溶液產(chǎn)生了硅酸？試從元素周期表的角度加以解釋。鹽酸、碳酸、硅酸3者的酸性強(qiáng)弱順序：非金屬性強(qiáng)弱比較的方法：典型例題1下列敘述中，正確的是 （ ） a自然界中存在大量的單質(zhì)硅 b石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅c二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)活潑，能跟酸或堿的溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)d自然界中二氧化硅都存在于石英中2下列關(guān)于sio2和co2的說法中正確的是()aco2、sio2都能與強(qiáng)堿溶液及堿性氧化物反應(yīng)bco2和sio2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸cco2是酸性氧化物，sio2是兩性氧化物dco2和sio2都是由相應(yīng)的分子組成的3. 下列說法正確的是 ( )a二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟強(qiáng)堿反應(yīng)，但是不能與任何酸反應(yīng)b根據(jù)sio2+caco3casio3+co2 的反應(yīng)，可推知硅酸酸性比碳酸強(qiáng)c二氧化碳?xì)怏w通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸d二氧化硅對應(yīng)的水化物只有h2sio3浙江卷.2015.t13某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為fe2o3、sio2、al2o3，不考慮其他雜質(zhì)) 制取七水合硫酸亞鐵(feso47h2o) ，設(shè)計(jì)了如下流程：下列說法不正確的是a溶解燒渣選用足量硫酸，試劑x選用鐵粉b固體1中一定含有sio2，控制ph是為了使al3+轉(zhuǎn)化為al(oh)3，進(jìn)入固體2c從溶液2得到feso47h2o產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解d若改變方案，在溶液1中直接加naoh至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到feso47h2o我的收獲鞏固練習(xí)1賞心悅目的雕花玻璃是用下列物質(zhì)中的一種對玻璃進(jìn)行刻蝕而制成的，這種物質(zhì)是()a純堿 b氫氟酸 c氫碘酸 d火堿2下列物質(zhì)，不能與co2反應(yīng)，但可以與sio2反應(yīng)的是()ahf bh2o ccao dnaoh3下列關(guān)于sio2的說法，正確的是()asio2是制造光導(dǎo)纖維的重要材料 bsio2溶于水生成硅酸csio2對應(yīng)水化物酸性比碳酸強(qiáng) dsio2是酸性氧化物，不跟任何酸反應(yīng)4下列變化不能一步實(shí)現(xiàn)的是()ana2sio3h2sio3 bh2sio3sio2 csio2h2sio3 dsio2na2sio35下列物質(zhì)：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(yīng)的有()a b c d全部6下列離子方程式正確的是()a澄清石灰水中通入過量二氧化碳：ca22ohco2=caco3h2ob水玻璃中加鹽酸：na2sio32h=h2sio32nac石英溶于燒堿溶液：si42o22oh=sioh2od硅酸與燒堿溶液中和：h2sio32oh=sio2h2o7(雙選)下列關(guān)于硅酸的說法正確的是()a硅酸可以通過sio2和水的化合反應(yīng)直接制得b用反應(yīng)na2sio32hcl=2naclh2sio3制取硅酸是利用了強(qiáng)酸制弱酸的性質(zhì)c因?yàn)楣杷犭y溶于水，所以它不能與naoh溶液反應(yīng)d硅膠可用作袋裝食品的干燥劑8能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是()aco2溶于水形成碳酸，sio2難溶于水 bco2通入可溶性硅酸鹽溶液中析出硅酸沉淀c高溫下sio2與碳酸鹽反應(yīng)生成co2 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9在sio23csic2co反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的質(zhì)量比為()a3630 b6036 c21 d1210下列各實(shí)驗(yàn)操作中，能證明生石灰中可能既混有石英，又混有石灰石的是()a加入過量鹽酸，觀察是否有氣泡冒出 b加入過量燒堿溶液，觀察是否有固體溶解c加熱至高溫，觀察是否有氣泡冒出、有硅酸鈣生成d先加過量鹽酸攪拌，觀察是否有不溶物剩余及氣泡出現(xiàn)；若有不溶物則濾出，投入到naoh溶液中看其是否溶解11如何用所提供的試劑和方法除去各混合物粉末中的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))？將所選答案的編號填入表中相應(yīng)的空格內(nèi)。(如果不需補(bǔ)加試劑，則對應(yīng)答案欄可空著)可供選擇的試劑：a鹽酸bnaoh溶液co2dh2oeco2序號粉末狀混合物所加試劑主要操作(1)sio2(caco3)(2)caco3(sio2)(3)nacl(sio2)(4)sio2(fe2o3)(5)sio2(h2sio3)(6)sio2(na2so4)可供選擇的操作：分液加熱高溫灼熱過濾結(jié)晶12工業(yè)上利用硅的氧化物制取硅單質(zhì)，主要反應(yīng)為：sio22csi2co。該反應(yīng)中，還原劑是_(填化學(xué)式)，被還原的物質(zhì)是_(填化學(xué)式)；若反應(yīng)中消耗了2 mol c，則生成_ mol si，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_ mol。13a、b、c、d四種物質(zhì)都含有同種元素且有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系。試回答下列問題：（1）若a是一種常見非金屬，寫出下列反應(yīng)的方程式。bd的化學(xué)方程式：_ ac的離子方程式：_（2）若a是一種常見金屬，寫出下列反應(yīng)的方程式。ad的離子方程式：_bc的化學(xué)方程式：_14硅石和石英的主要成分都是sio2，前者是結(jié)構(gòu)疏松的sio2，后者是結(jié)構(gòu)致密的sio2，二者成分相同，結(jié)構(gòu)不同，化學(xué)性質(zhì)相同，物理性質(zhì)有差別，具有不同的用途。由石英制取硅膠，有以下三個(gè)步驟，試寫出每步反應(yīng)的化學(xué)方程式(是離子反應(yīng)的，寫出離子方程式)。（1）用naoh溶液溶解石英：_。（2）過濾，向?yàn)V液中加入鹽酸，至沉淀不再產(chǎn)生：_。（3）微熱，濃縮硅酸溶液，加熱蒸干溶液，并使固體完全分解：_。寫出硅膠的一種用途：_。參考答案：典型例題：1. 答案：b自然界中硅的含量很高，但都是以化合態(tài)存在，a選項(xiàng)錯(cuò)誤；硅是親氧元素，主要以氧化物及硅酸鹽形式存在，如石英、水晶、硅石等主要成分都是二氧化硅，d項(xiàng)錯(cuò)誤。二氧化硅的性質(zhì)很穩(wěn)定，c項(xiàng)錯(cuò)誤。2. 答案a co2可溶于水生成h2co3，sio2不能溶于水，b項(xiàng)錯(cuò)誤；sio2與co2都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液及堿性氧化物反應(yīng)，a項(xiàng)正確，c項(xiàng)錯(cuò)誤；co2是由co2分子構(gòu)成的，而sio2則是由硅原子和氧原子構(gòu)成的，sio2中不存在分子，d項(xiàng)錯(cuò)誤3. 答案：c二氧化硅可以跟氫氟酸反應(yīng)，方程式：sio2+4hf=sif4+2h2o，不正確；b反應(yīng)只有在高溫條件下進(jìn)行，由于co2是氣體，生成后脫離反應(yīng)體系使反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，但這不能說明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)，比較二者的酸性強(qiáng)弱要比較它們在水溶液中電離出h+的難易程度；c正確，方程式為na2sio3+co2+h2o=na2co3+h2sio3；h2sio3、h4sio4等都是二氧化硅對應(yīng)的水化物。答案 d 選項(xiàng)a，正確。選項(xiàng)b，正確。選項(xiàng)c，正確。選項(xiàng)d，在溶液1中直接加naoh至過量，得到的沉淀用硫酸溶解后，未用fe粉將fe3+轉(zhuǎn)變成fe2+，得不到feso47h2o，錯(cuò)誤。鞏固練習(xí)：1b玻璃的主要成分為二氧化硅，能和氫氟酸反應(yīng)，所以用氫氟酸刻蝕玻璃，選b。2ahf與sio2反應(yīng)生成sif4和水，但不與co2反應(yīng)，答案選a。3asio2不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；sio2是酸性氧化物，但可與氫氟酸反應(yīng)。4cna2sio32hcl=h2sio32nacl；h2sio3sio2h2o；sio22naoh=na2sio3h2o。5csio2是酸性氧化物，除hf酸外，不與其他任何酸發(fā)生反應(yīng)。6da項(xiàng)錯(cuò)誤，通入過量的co2應(yīng)生成ca(hco3)2。b項(xiàng)錯(cuò)誤，水玻璃是硅酸鈉的水溶液，na2sio3為易溶強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)改寫成離子形式。c項(xiàng)錯(cuò)誤，氧化物在離子方程式中一般不拆寫，sio2應(yīng)保留化學(xué)式。d項(xiàng)正確，h2sio3作為難溶的弱酸，在離子方程式中用分子式表示。7bdsio2和h2o不反應(yīng)，a項(xiàng)錯(cuò)；sio2與naoh溶液可以反應(yīng)，c項(xiàng)錯(cuò)。8ba項(xiàng)氧化物的水溶性不能決定其水化物的酸性強(qiáng)弱，錯(cuò)誤；b項(xiàng)二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸，碳酸和可溶性硅酸鹽反應(yīng)析出硅酸沉淀，說明碳酸能制取硅酸，所以能證明碳酸酸性強(qiáng)于硅酸酸性，正確；c項(xiàng)特殊條件下，sio2與碳酸鹽反應(yīng)生成co2不能證明碳酸酸性強(qiáng)于硅酸酸性，是利用了物質(zhì)的穩(wěn)定性，錯(cuò)誤；d項(xiàng)在可溶性硅酸鹽中加鹽酸會(huì)析出硅酸沉淀，說明鹽酸酸性比硅酸強(qiáng)，但不能證明碳酸酸性比硅酸酸性強(qiáng)，錯(cuò)誤。9d分析此反應(yīng)知si元素的化合價(jià)在反應(yīng)前后沒有變化，是一部分c元素的化合價(jià)升高到2價(jià)，一部分降低到4價(jià)，所以氧化劑和還原劑均為c，其質(zhì)量比為12。10da項(xiàng)只能證明是否混有石灰石。b項(xiàng)因生石灰要與水反應(yīng)生成熟石灰，即使有少量的石英也觀察不出。c項(xiàng)不易操作，且是否生成硅酸鈣無法觀察得出。d項(xiàng)比較合理，通過加酸后有氣泡產(chǎn)生確認(rèn)可能有石灰石，通過觀察有不溶物且此不溶物可溶于naoh溶液，進(jìn)一步確認(rèn)可能有二氧化硅。其實(shí)要想檢驗(yàn)確實(shí)有石英和石灰石，還要繼續(xù)做一些實(shí)驗(yàn)才行。11 (1)a(2)b(3)d(4)a(5)(6)d解析：(1)因?yàn)閟io2除了溶于氫氟酸不溶于其他酸，而caco3溶于鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：caco32hcl=cacl2h2oco2，所以該小題的答案為：a；。(2)根據(jù)sio2能溶于naoh溶液，即sio22naoh=na2sio3h2o，而caco3不能，所以該小題的答案為：b；。(3)因?yàn)閚acl溶于水，而sio2不溶于水，所以該小題的答案為：d；。(4)因?yàn)閟io2不溶于鹽酸，而fe2o3溶于鹽酸，即fe2o36hcl=2fecl33h2o，所以該小題的答案為：a；。(5)因?yàn)閔2sio3受熱分解生成sio2，即h2sio3sio2h2o，所以該小題的答案為：不加試劑；。(6)因?yàn)閟io2不溶于水，而na2so4溶于水，所以該小題的答案為：d；。12c sio2 1 4解析：sio22csi2co中，sio2si化合價(jià)由4價(jià)變成了0價(jià)，化合價(jià)降低是氧化劑，被還原，被還原的物質(zhì)是sio2；cco化合價(jià)由0價(jià)變成2價(jià)，化合價(jià)升高是還原劑，被氧化，還原劑是c,1 mol c參加反應(yīng)，共轉(zhuǎn)移2 mol e，2 mol c參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移4 mol e，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式，2 mol c參加反應(yīng)共生成1 mol si。13 (1)sio24hf=sif42h2osi2ohh2o=sio2h2(2)2al6h=2al33h2 al2o32naoh=2n