二氧化硅和硅酸導(dǎo)學(xué)案

1、第4章第1節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅（第1課時(shí)） 劉 義【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、記住硅元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和存在形式。、記住SiO2的存在形態(tài)，掌握其化學(xué)性質(zhì)。、記住硅酸的組成和性質(zhì)，了解硅膠的形成和用途?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】1、 二氧化硅和硅酸的性質(zhì) 2、二氧化硅結(jié)構(gòu)的理解【學(xué)習(xí)過(guò)程】一、預(yù)習(xí)自學(xué)，探究問(wèn)題閱讀教材P74-76思考：碳和硅在自然界中的存在形式項(xiàng)目原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)自然界中的存在形態(tài)碳硅 小結(jié)：（1）兩元素的共性：在化學(xué)反應(yīng)中其原子既不易失電子也不易得電子，主要形成共價(jià)（四價(jià)）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(xué)案，提出問(wèn)題： 預(yù)習(xí)課本內(nèi)容，完成資源

2、與學(xué)案P60的學(xué)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(zhì)量的 ；其存在形態(tài)有 和 兩大類，統(tǒng)稱 。 （2）結(jié)構(gòu)（代表硅原子；代表氧原子）：(a)SiO2晶體的基本結(jié)構(gòu)單元呈 形，每個(gè)Si原子周圍結(jié)合 個(gè)O，每個(gè)O原子跟 個(gè)Si相結(jié)合，Si與O原子按 的比例組成 的晶體。(b)石英晶體是結(jié)晶的 ，石英中無(wú)色透明的晶體叫 ，具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q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(xué)和光纖制品的基本原料（可制作實(shí)驗(yàn)室使用的石英坩堝、信息高速公路的骨架石英光導(dǎo)纖維等）。(c)

3、和 制作飾物和工藝品。(4）物理性質(zhì)：SiO2 溶于水，熔點(diǎn) ，硬度 。 (5)化學(xué)性質(zhì) (a)不活潑性：常溫下，與水不反應(yīng)，氫氟酸是惟一可以與之反應(yīng)的酸，化學(xué)方程式： 。玻璃中含SiO2，所以可以用 來(lái)雕刻玻璃，氫氟酸必須用 瓶盛裝。 (b)具有 性氧化物的通性：對(duì)比CO2的性質(zhì)填寫SiO2的一些重要性質(zhì)2 / 15二氧化碳二氧化硅化學(xué)式物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)與NaOH反應(yīng)與CaO反應(yīng)特性不研究小結(jié)：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(yīng)生成相應(yīng)酸；與堿反應(yīng)生成鹽和水；與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽。特性是可與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水。SiO2 + HF = 討論：

4、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(zhì)是由它的 結(jié)構(gòu)決定的。二、硅酸【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)41實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論滴加酚酞試液后溶液呈 色,滴加稀鹽酸后溶液變?yōu)闊o(wú)色,有 生成。記憶：Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃。Na2SiO3溶液呈 性，反應(yīng)生成了硅酸凝膠（難溶于水）?；瘜W(xué)方程式：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl四、總結(jié)反芻1、硅酸的性質(zhì)(1)是一種很弱的酸,酸性:H2SiO3 (填“”“”)H2CO3。 （2）根據(jù)強(qiáng)酸制備弱酸的原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明鹽酸、碳酸和硅酸的酸性強(qiáng)弱？方案： (3

5、)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(yīng)，所以不能直接用SiO 2與水反應(yīng)制備硅酸。（2）硅酸可通過(guò) 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(shí)，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(qiáng)，常用作 ，也用作的載體。Na2SiO3溶液與鹽酸和反應(yīng)的化學(xué)方程式： ；Na2SiO3溶液與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式： ；五、檢測(cè)落實(shí)1.下列物質(zhì)中,不能用玻璃瓶來(lái)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

6、質(zhì)，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(zhì)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(shí)驗(yàn)事實(shí)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(zhì)的變化，不能通過(guò)一步化學(xué)反應(yīng)完成的是（ ）A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2O2Na2CO3 D.SiO2H2SiO3 6.A是一種天然透明晶體，

7、B是一種常見的無(wú)色無(wú)味的氣體，可使澄清石灰水變渾濁。A雖不能溶于強(qiáng)酸，但卻能溶于氫氟酸，并生成氣體C，A和燒堿溶液反應(yīng)生成D的水溶液，當(dāng)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(xué)式A 、B 、C 、D 、E 。（2）寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。7科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說(shuō)法中錯(cuò)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(zhì)硅C高純度的硅被用于制作計(jì)算機(jī)芯片 D光導(dǎo)纖維的主要成分是Si8下列說(shuō)法正確的是（   ）A二氧化

8、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(shí)有所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)D因?yàn)槎趸鑼儆谒嵝匝趸?，所以不溶于任何?能證明碳酸比硅酸酸性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是（   ）。A CO2是氣體，SiO2是固體B高溫下能發(fā)生反應(yīng)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(zhì)中的一種對(duì)玻璃進(jìn)行刻蝕而制成的。這種物質(zhì)是（ ）A鹽酸 B氫氟酸 C燒堿 D純堿11空氣中久置而不會(huì)變質(zhì)的是（ ）A燒堿 B過(guò)氧化鈉 C二氧化硅 D硅12下列物質(zhì)間轉(zhuǎn)化必須加入還原劑才能實(shí)現(xiàn)的是（ ）ASiO2Na2SiO3

9、 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(jié)構(gòu)示意圖分別是 、 。碳是構(gòu)成 的主要元素，硅主要以熔點(diǎn)很高的 和 的形式存在，是構(gòu)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(zhì)，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(zhì)軟，具有潤(rùn)滑性，它能夠 ，常用作電極。鉆石的成分是 ，是無(wú)色透明的晶體，硬度 。由60個(gè)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(hào)內(nèi)的物質(zhì)是

10、雜質(zhì)，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(yàn)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(guò)量的 ，有 產(chǎn)生，說(shuō)明石灰中含有 。充分振蕩后過(guò)濾，有濾渣存在說(shuō)明含有 。六、課堂評(píng)價(jià) 1、學(xué)生自我評(píng)價(jià)： 2、教師課后反思：3、課后預(yù)習(xí)學(xué)案。 、預(yù)習(xí)課本7780頁(yè)內(nèi)容，完成資源與學(xué)案頁(yè)61的學(xué)案 、思考總結(jié)硅的化學(xué)性質(zhì)第4章第1節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角-硅（第2課時(shí)）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、掌握硅酸鹽的性質(zhì)、用途。 2、了解硅的物理性質(zhì)和重要用途。3

11、、了解陶瓷、玻璃、水泥等幾類硅酸鹽產(chǎn)品?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】 1.硅、硅酸鹽的性質(zhì)、用途 2. 認(rèn)識(shí)到硅酸鹽工業(yè)與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)【學(xué)習(xí)過(guò)程】一、預(yù)習(xí)自學(xué)，探究問(wèn)題 閱讀教材P77-80思考：硅與酸堿如何反應(yīng)二、完成學(xué)案，提出問(wèn)題：預(yù)習(xí)課本內(nèi)容，完成資源與學(xué)案P61的學(xué)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(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)物質(zhì)，大多 于水，化學(xué)性質(zhì)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(chǎn)品傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料（b）新型陶瓷新型無(wú)機(jī)非金屬材料（閱讀教材79頁(yè)）新型陶瓷：結(jié)構(gòu)陶瓷、超

12、導(dǎo)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(zhì)產(chǎn)品主要原料主要設(shè)備反應(yīng)條件主要反應(yīng)或主要成分主要性質(zhì)水泥粘土、石灰石、(石膏)適量水泥回轉(zhuǎn)窯高溫硅酸三鈣：3CaO·SiO2硅酸二鈣：2CaO·SiO2鋁酸三鈣：3CaO·Al2O3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(zhì)：硅是良好

13、的材料。單質(zhì)硅有 和 兩種,結(jié)構(gòu)與金剛石類似，它是帶有 光澤的 色固體，熔點(diǎn) （1410），硬度 、有 性。（2）化學(xué)性質(zhì)：硅和碳一樣最外層 個(gè)電子，其原子既 又 電子，常溫下化學(xué)性質(zhì) 。(3)特性：硅與NaOH的反應(yīng)：Si + 2NaOH + H2O=Na2SiO3 + 2H2 三、合作探究1、【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)42取兩個(gè)小木條或?yàn)V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(shí)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(jié)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(duì)的

14、活潑金屬氧化物相對(duì)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(xué)式中的比例添加上系數(shù)。Na2SiO3 (硅酸鈉)表示為 ，CaMg3Si4O12(石棉)表示為 ，KAlSi3O8(長(zhǎng)石)表示為 ，Al2Si2O5(OH)4(粘土) 表示為 。3、硅的制備 結(jié)合教材P81第9題(1)將石英砂（SiO2）和焦碳在電爐中高溫反應(yīng)生成粗硅和一氧化碳，化學(xué)方程式為： ；(2)粗硅轉(zhuǎn)變?yōu)榧児瑁篠i(粗)+2Cl2 SiCl4+2H2 閱讀課本P76、P80和P81第9題，談?wù)勀銓?duì)“從沙灘到用戶”的認(rèn)識(shí)。4、硅的用途：硅是人類將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的常用材料?？梢灾圃旃怆姵氐鹊?。

15、五、檢測(cè)落實(shí) 1.下列物質(zhì)中屬于純凈物的是 ()A.Na2CO3·10H2O 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(wú)機(jī)非金屬材料 B金屬不能作為結(jié)構(gòu)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(cè)試)有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中具有重要的作用下列關(guān)于硅的說(shuō)法不正確的是 ()A高純度的單質(zhì)硅被廣泛用于制作計(jì)算機(jī)芯片 B硅可由二氧化硅還原制得C常溫時(shí)硅與水、空氣和酸不反應(yīng)，但能與氫氟酸反應(yīng)D自然界硅元素的貯量豐富，并存在大量的單質(zhì)硅4下列關(guān)于碳和硅的

16、敘述中，正確的是 ()A其氧化物都能與NaOH溶液反應(yīng) B其單質(zhì)在加熱時(shí)都能跟O2反應(yīng)C其氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸 D碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì)5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.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(lái)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(zhì)中屬于純凈物的是（ ）ANa2CO3·10H2O B水泥C純凈的鹽酸 D普通玻璃8下列物質(zhì)有固定熔點(diǎn)的是（ ）A玻璃 B水泥 C水玻璃 DNa2O·SiO29在實(shí)驗(yàn)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(shù)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(lái)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(zhì)的濃溶液，能用磨口玻璃試劑瓶盛放的是（ ）A濃H2SO4 B水玻