2021高中化學(xué)第四章學(xué)案人教版必修1

第1課時(shí)二氧化硅和硅酸

課程目標(biāo)

1.了解二氧化硅的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。

2.認(rèn)識(shí)二氧化硅在生產(chǎn)、信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.了解硅酸的制備和主要化學(xué)性質(zhì)。

圖說(shuō)考點(diǎn)

~~通性

化學(xué)性質(zhì)

?結(jié)構(gòu)；

T特性

*花孥桂蕭:

閹施存施*\H2SiO3；-

［新知預(yù)習(xí)］

一、自然界中的硅元素

二、二氧化硅

1.存在

__________結(jié)晶體，如回石英—I

存在形態(tài)—卜統(tǒng)稱硅石

「無(wú)定形，如硅藻土---1

水晶、瑪瑙、光導(dǎo)纖維的主要成分是SiOj(或二氧化硅)。

沙子中含有小粒的石英晶體。

2.SiOz晶體是立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),每個(gè)Si結(jié)合生個(gè)0,每個(gè)0結(jié)合匕個(gè)Si,N

(Si):N(0)=1:2

3.物理性質(zhì)

熔點(diǎn)硬度溶解性

高大不溶于水

4.化學(xué)性質(zhì)

不穩(wěn)定不與水、一般的酸反應(yīng)?但能與氫氟酸反應(yīng):

飛Si()2+4HF^=SiF］t+2H2()

與Ca()反應(yīng)一高溫

)

-----------------Ca(+Si()2—CaSi()3

具有酸性氧

化物的性質(zhì)

與Na()H反應(yīng)而2N“()H+Si。?

Na2Si()3+H?()

5.用途

建筑材料、光導(dǎo)纖維、石英建筑、飾物和工藝品。

三、硅酸

1.物理性質(zhì)

顏色：目魚(yú)；狀態(tài)：膠狀；溶解性：難溶于水。

2.化學(xué)性質(zhì)

(1)弱酸性

向NaSi。,溶液中通入少量CO,氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為-03+40+期Na2c0：々

+HSO3I；結(jié)論：酸性武032H2$論。

(2)不穩(wěn)定性

HzSiCh不穩(wěn)定，受熱易分解，化學(xué)方程式：ILSiO：,且=ILO+SiO?。

3.硅膠

幽H2Si()3溶膠-*硅酸凝膠羽勺硅膠

硅膠

III涂

—二口干燥劑］、酸］催化劑的載體

［即時(shí)性自測(cè)］

1.判斷正誤，正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”

(1)硅元素在自然界中既有化合態(tài)，又有游離態(tài)。()

(2)SiO?是空間正四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)晶體。()

(3)SiOz是酸性氧化物，與任何酸都不能發(fā)生反應(yīng)。()

(4)利用石英生鍋可熔融NaOH固體。()

(5)氫氟酸不能用玻璃試劑瓶保存。()

(6)SiOz晶體是由SiOz分子直接組成的。()

(7)水晶、石英、沙子、瑪瑙、光導(dǎo)纖維的主要成分均是SiO“()

(8)光導(dǎo)纖維在強(qiáng)堿性條件下易發(fā)生“斷路”。()

答案：(1)X(2)V(3)X(4)X(5)V(6)X(7)V(8)V

2.關(guān)于地殼中含量占第一位和第二位的元素之間形成的化合物，有關(guān)其說(shuō)法正確的是

()

A.化學(xué)性質(zhì)不活潑

B.可溶于水且顯酸性

C.熔沸點(diǎn)較低，物理性質(zhì)與CO,相似

D.是酸性氧化物，不溶于任何酸

答案：A

3.光導(dǎo)纖維被認(rèn)為是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一。光導(dǎo)纖維的主要成分是()

A.SiB.Si02C.Na2SiO3D.SiCL

解析：光導(dǎo)纖維的主要成分是SiOz。

答案：B

4.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.硅酸可以由可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)制得

解析：二氧化硅對(duì)應(yīng)的酸雖然是硅酸，但是二氧化硅不溶于水也不與水反應(yīng)，所以B

項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：B

SiO?作為非金屬氧化物是有不同于一般非金屬氧化物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

提升點(diǎn)一二氧化硅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和化學(xué)特性

［例1］下列說(shuō)法不正確的是()

A.因SiOz不溶于水，故SiOz不是酸性氧化物

B.在反應(yīng)SiO2+2C^^Si+2COt中SiO?作氧化劑

C.SiOz是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、硬度大

D.氫氟酸能夠刻蝕玻璃，故不能用玻璃瓶來(lái)盛裝氫氟酸

【解析】A項(xiàng)，SiOz不溶于水，但它能與堿反應(yīng)生成硅酸鹽和水，是酸性氧化物，錯(cuò)

誤；B項(xiàng)，在該反應(yīng)中SiOz被C還原為Si,SiO/作氧化劑，正確；C項(xiàng)，由于SiOz是一種空

間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，故熔點(diǎn)高，硬度大，正確：D項(xiàng)，SiO?能與氫氟酸反應(yīng)，故常用氫

氟酸刻蝕玻璃，不能用玻璃瓶盛裝氫氟酸，正確。

【答案】A

［提升1］下列關(guān)于SiO?和CO?的說(shuō)法中正確的是（）

A.CO”$iOz都能與堿性氧化物反應(yīng)

B.CO,和SiOz與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸

C.二氧化硅可用來(lái)制作干燥劑，因二氧化硅可與水反應(yīng)

D.CO?和SiOz都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的

解析：CO?、SiOz均為酸性氧化物，對(duì)應(yīng)的酸分別是上皿、為SiOs；CO?與Na￡Os溶液在

常溫下發(fā)生反應(yīng)，但SiOz只有在高溫條件下才與Na￡。；固體發(fā)生反應(yīng)；CO?由分子構(gòu)成，Si02

由硅、氧原子按1:2比例構(gòu)成。

答案：A

［關(guān)鍵能力］

1.二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.SiO?的結(jié)構(gòu)決定其化學(xué)性質(zhì)。

2.SiOz晶體的基本結(jié)構(gòu)是以硅原子為中心，氧原子在4個(gè)頂角上的正四面體結(jié)構(gòu)，而

這些正四面體又通過(guò)頂角的氧原子相連接。

3.SiOz晶體是由Si與。按1:2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。

2.二氧化硅的特性

物質(zhì)一般規(guī)律特殊性質(zhì)或化學(xué)方程式

酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相應(yīng)

SiOz不溶于水，也不與水反應(yīng)

的酸

SiOz可與氫氟酸反應(yīng)：SiO2+4HF=SiF4t+

SiO2酸性氧化物一般不與酸發(fā)生反應(yīng)

2H2O

“較強(qiáng)酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)

Si0+Na2C0^^Na2Si0+C0t

的一個(gè)規(guī)律,H2c的酸性強(qiáng)于H2siO32332

SiO2+CaCO產(chǎn)油.CaSiO3+CO2t

提升點(diǎn)二硅酸的制備方法

［例2］下列說(shuō)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)，但不能跟任何酸反應(yīng)

B.根據(jù)SiOz+CaCOs邈CaSiOs+CO2t的反應(yīng)，可推知硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)

C.CO/氣體通入NazSiOs溶液中可以制得硅酸

D.SiOz與水反應(yīng)可得到硅酸

硅酸是一種獨(dú)特的難溶性固態(tài)無(wú)機(jī)酸。

【解析】SiOz能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO2+4HF=SiF，1f+2H20,A項(xiàng)錯(cuò)；B項(xiàng)反應(yīng)是

在高溫條件下進(jìn)行的，由于C0?是氣體，生成后脫離反應(yīng)體系而使反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，但這

不能說(shuō)明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)，要比較硅酸和碳酸的酸性強(qiáng)弱，必須比較它們?cè)谒芤褐须?/p>

離出IF的難易程度，由于C的非金屬性較Si強(qiáng)，所以11￡。3的酸性較壓SiOs強(qiáng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

由于的酸性比HSO,強(qiáng)，所以有Na2Si0：5+C02+H2O=H2Si0;)(f*)+Na2CO3,C項(xiàng)正確；

二氧化硅不溶于水，也不能與水反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】C

［提升2］下列關(guān)于硅酸的說(shuō)法正確的是()

A.硅酸可以通過(guò)SiO?和水化合反應(yīng)直接制得

B.可用反應(yīng)岫2$1()3+2口1=2岫(：1+1425論」制取硅酸

C.因?yàn)楣杷犭y溶于水，所以它不能與NaOH溶液反應(yīng)

D.干燥劑“硅膠”的主要成分是硅酸鈉

解析：SiOz難溶于水，因此不能與水化合反應(yīng)直接制得硅酸，A錯(cuò)誤；由于酸性

HCl>H2SiO3,所以可用反應(yīng)Na2SiO3+2HCl=2NaCl+HzSiO3J制取硅酸，B正確；盡管硅酸難

溶于水，但是它仍能與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生硅酸鈉和水，C錯(cuò)誤；干燥劑“硅膠”的主要成

分是硅酸，D錯(cuò)誤。

答案：B,

［關(guān)鍵能力］

硅酸的制備

L卜酚族溶液L稀鹽酸

實(shí)驗(yàn)操作

三一NazSiOj溶液二

J

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象滴加酚酷后溶液呈紅色，滴加稀鹽酸后溶液變?yōu)闊o(wú)色，有白色膠狀物質(zhì)生成

NazSiOs溶液呈堿性，滴加稀鹽酸后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SiO3+

結(jié)論

2HCl=HzSiO3（膠體）+2NaCl

SiO,不能與H*反應(yīng)，故HzSi。,的制備方法通常用可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制備:

Na2SiO3+2HCl=H2SiO：iI+2NaCl

Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO：（I+Na^CO：,Na2Si03+2C0：+2H20=H2Si03I+2NaHCOa

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，能跟酸或堿溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

D.自然界中硅元素都存在于石英中

解析：自然界中硅元素含量很高，但都以化合態(tài)形式存在，A項(xiàng)錯(cuò)誤；硅元素是親氧元

素，主要以氧化物和硅酸鹽的形式存在，D項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅的性質(zhì)穩(wěn)定，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：B

2.下列物質(zhì)不與二氧化硅反應(yīng)的是（）

A.燒堿B.氫氟酸

C.硝酸D.生石灰

答案：C

3.下列關(guān)于SiOz的說(shuō)法，正確的是（）

A.SiO?是制造光導(dǎo)纖維的重要材料

B.SiOz溶于水生成硅酸

C.SiO?對(duì)應(yīng)水化物的酸性比碳酸強(qiáng)

I）.SiO?是酸性氧化物，不跟任何酸反應(yīng)

解析：SiOz不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；SiOz是酸性氧化物，但可與氫氟酸反應(yīng)。

答案：A

4.下列試劑能用帶玻璃塞的玻璃瓶保存的是（）

A.NafiO：、溶液

B.KMnO,溶液

C.氫氟酸

D.NaOH溶液

解析：玻璃中含有SiOz與NaOH溶液長(zhǎng)時(shí)間作用會(huì)生成NazSiOs,NazSiOs溶液有粘性，

可將玻璃塞與玻璃瓶粘在一起打不開(kāi)，A、D錯(cuò)誤；氫氟酸可腐蝕玻璃，一般用塑料瓶盛裝,

C錯(cuò)誤。

答案：B

5.為確認(rèn)IIC1、112co：,、HzSiCh的酸性強(qiáng)弱，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置，一次實(shí)驗(yàn)

即可達(dá)到目的(不必選其他酸性物質(zhì))。請(qǐng)據(jù)此回答：

(1)錐形瓶中裝某可溶性正鹽溶液，分液漏斗所盛試劑應(yīng)為」

⑵裝置B所盛的試劑是,其作用是

⑶裝置C所盛試劑是C中反應(yīng)的離子方程式是

(4)由此得到的結(jié)論是酸性>>o

解析：根據(jù)強(qiáng)酸+弱酸鹽一弱酸十強(qiáng)酸鹽分析可知，分液漏斗中盛裝鹽酸，A中盛放

Na2C03,根據(jù)Na2co3+2HCl=2NaCl+Hq+C02t可以知道酸性HC1強(qiáng)于H2CO3,然后將生成的

CO2通入NazSith溶液中，反應(yīng)為Na2Si03+C02+H20=H2Si0：11+NazC03,由此判斷酸性

HEODHzSiO”但需注意的是A中反應(yīng)會(huì)有HC1氣體逸出，故將CO,通入NaBiO：,溶液前需將

(%中的HC1吸收，故可選用飽和NaHCQ,溶液。

答案：(D鹽酸(2)飽和NaHCO：,溶液吸收HC1氣體(3)Na2SiO：,溶液Si0t+C02+

H20=H2Si03I+COr(4)HC1H2C03H2SiO3

練后感悟

CO?與SiOz的性質(zhì)區(qū)別

C02Si02

類別均為酸性氧化物

常溫下是氣體，熔、沸點(diǎn)低，能溶

物理性質(zhì)硬度大，熔點(diǎn)高的固體，不溶于水

于水

與水反應(yīng)C02+H20=H2C03不反應(yīng)

只與HF反應(yīng):SiO2+4HF=SiF4t

化與酸反應(yīng)不反應(yīng)

+2H20

學(xué)

與NaOHCOz（少量）+2Na0H=Na2C03+H20

性SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

反應(yīng)C02（過(guò)量）+Na0H=NaHC03

質(zhì)

與CaO

SiO2+CaO-!^-CaSiO3

C02+CaO^CaCOa

反應(yīng)

第2課時(shí)硅酸鹽和硅單質(zhì)

課程目標(biāo)，

1.了解硅酸鹽的性質(zhì)及組成的表示方法。

2.了解硅的性質(zhì)和用途。

3.了解幾種重要無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)及用途。

圖說(shuō)考點(diǎn),

［質(zhì)穩(wěn)定L'表示方法；

〔額二;

—'混:—'準(zhǔn)祗百

C、褊誦am：

t材料r一

［新知預(yù)習(xí)］

一、硅酸鹽

1.硅酸鹽的組成和性質(zhì)

⑴概念：由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱

(2)性質(zhì)：固態(tài)，大多不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定

⑶表示方法：如NazSiO：；、NazO?SiO?

2.最簡(jiǎn)單的硅酸鹽--NazSiOs

f白色固體?⑹色溶于水

物理性質(zhì)

f水溶液俗稱團(tuán)水玻璃

鹽酸離子方程式：度］SiO『+2II

—=HSi()1

化學(xué)性質(zhì)23

Na,Si(X與酸反應(yīng)

過(guò).離子方程式:回2c(為+與4+

C()22H2()=-2HC(b+H,Si(^；

用選一制備硅膠和木材血)防火劑等的原料

3.三種常見(jiàn)的硅酸鹽產(chǎn)品

硅酸鹽

原料主要設(shè)備主要成分

產(chǎn)品

硅酸二鈣：2CaO?SW

水泥

水泥石灰石、黏土硅酸三鈣：3CaO?SiO?

回轉(zhuǎn)窯

鋁酸三鈣：3CaO?A1Q

純堿、石灰

玻璃玻璃窯電0?CaO?6Si0z

石、石英砂

陶瓷黏土AI2O3?2SiO2?2H2O

二、硅單質(zhì)

1.形態(tài)及結(jié)構(gòu)

形態(tài)|f有圓］晶體硅和?無(wú)定形硅兩大類

J-n具有正四面體構(gòu)型的空間正體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu).

結(jié)構(gòu)一

——與金剛石結(jié)構(gòu)類似

2.性質(zhì)

(1)物理性質(zhì)

色、態(tài)光澤熔點(diǎn)硬度質(zhì)地導(dǎo)電性

宜

灰黑色固體金屬光澤同大脆良好半導(dǎo)體

(2)化學(xué)性質(zhì)：在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，但能與氫氟酸、強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)。

①Si與NaOH溶液：SSi+2Na0H+H20=Na2Si03+2H2t。

②Si與氫氟酸：0Si+4HF=SiFit+2H2t?

3.用途

(1)半導(dǎo)體材料，如硅芯片等。

(2)新型能源，如光電池等。

［即時(shí)性自測(cè)］

1.判斷正誤，正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”

(1)晶體硅與金剛石的結(jié)構(gòu)相似。()

(2)硅是活潑的非金屬元素。()

(3)自然界中存在單質(zhì)硅。()

(4)硅酸鈉可以改寫(xiě)為NazO?SiOz,故硅酸鈉是混合物，含有NazO和SiO?。()

(5)硅酸鈉俗稱水玻璃，是一種防火劑。()

(6)硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)物質(zhì)。()

(7)普通玻璃和水泥的生產(chǎn)原料均含石灰石。()

(8)光電池可以將光能直接轉(zhuǎn)化為電能。()

答案：⑴J(2)X(3)X(4)X(5)X(6)V(7)J(8)V

2.從現(xiàn)有的考古資料來(lái)看，中國(guó)原始陶器開(kāi)始于距今七千年前。時(shí)至今日陶瓷已廣泛

應(yīng)用于人們的生活和生產(chǎn)中，下列不屬于陶瓷制品的是()

解析：試管是玻璃制品。

答案：C

3.下列關(guān)于硅及二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤的是()

A.硅與氫氟酸反應(yīng)：Si+4HF=SiF1t+2ILt

B.硅與燒堿溶液反應(yīng)：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO；i+2H2t

C.硅與鹽酸反應(yīng)：Si+4HCl=SiCl.+2H2t

D.二氧化硅在高溫下被C還原：SiO2+2C=Si+2COt

解析：常溫下，硅能與氫氟酸、燒堿溶液反應(yīng)，但不與鹽酸反應(yīng)。加熱或高溫條件下能

與C、C12、0?等發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為Si+C叁遢SiC、Si+2cl2=^=SiCL、Si+02=^=

Si02?

答案：C

4.硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃。下列關(guān)于水玻璃的說(shuō)法中，正確的是()

A.水玻璃是一種純凈物

B.水玻璃可作木材防腐劑

C.水玻璃與鹽酸反應(yīng)所得的白色膠狀沉淀是二氧化硅

D.滴有酚醐的水玻璃呈紅色，說(shuō)明水玻璃呈堿性

解析：水玻璃是NazSiO：,的水溶液，是一種混合物；由于Na￡iO：,的熱穩(wěn)定性極好，又不

能燃燒，所以常用作木材防火劑而不是防腐劑；NafiO：,溶液中滴入鹽酸發(fā)生反應(yīng)：NafiOs

+2IICl=H2SiO3I+2NaCl,產(chǎn)生的沉淀是HfiOs而不是SiO?；NazSiOs溶液能使無(wú)色酚獻(xiàn)溶

液變紅色，說(shuō)明水玻璃顯堿性。

答案：D

提升點(diǎn)一硅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特性

［例1］下列關(guān)于硅的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()

A.硅是非金屬元素，它的晶體單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體

B.單質(zhì)硅和金剛石結(jié)構(gòu)相似，但比金剛石硬度小，熔點(diǎn)低

C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)

D.加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)

【解析】硅雖然外形像金屬(有金屬光澤)，但實(shí)際上屬于非金屬；硅原子與碳原子最

外層電子數(shù)相同，晶體結(jié)構(gòu)相似，但硅晶體比金剛石的硬度小，熔點(diǎn)低；硅的化學(xué)性質(zhì)不活

潑，常溫能與氟氣、氫氟酸和NaOH溶液等發(fā)生反應(yīng)，加熱至一定溫度時(shí)，硅還能與氯氣、

氧氣等非金屬發(fā)生反應(yīng)。

【答案】C

解答信息實(shí)驗(yàn)題時(shí)要特別注意以下兩點(diǎn)：

(D分析題目信息，注意實(shí)驗(yàn)操作或具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)；

(2)與已掌握的知識(shí)進(jìn)行對(duì)比分析，充分利用信息進(jìn)行知識(shí)遷移。

［提升1］硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝?/p>

問(wèn)題：

(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有

(2)高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有

多種技術(shù)路線，其中一種工藝流程示意圖如下：

HC1H2

石英砂、焦炭-------?粗硅--------SiUCI:j---------------?高純硅

電弧爐流化床反應(yīng)器還原爐

(1600—18001)(250?3001)(1100~1200t)

①工業(yè)上用石英砂和焦炭在電弧爐中加熱到1600~1800°C,除生成粗硅外，也可以

生成碳化硅，則在電弧爐內(nèi)可能發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為

②在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCh大約占85%,還有SiCL、SiH￡k、SiH3cl等，粗硅

生成SiHCh的化學(xué)方程式為

(3)還原爐中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為

解析：

(1)生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有純堿、石英砂、石灰石。

(2)①二氧化硅與焦炭在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成粗硅或碳化硅，化學(xué)方程式為Si02+

2c盤暹Si+2C0t、Si0z+3C盤暹SiC+2C0t。②粗硅與氯化氫在250?300℃條件下反應(yīng)

生成SiHCh和氫氣。

(3)還原爐內(nèi)，氫氣與SiHCh發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Si和HC1,化學(xué)方程式為SiHCh

+H用退Si+3HC1。

答案：

(1)純堿、石英砂、石灰石

(2)@Si02+2C^^Si+2C0t、SiO2+3C^^SiC+2COt

LQirri250^300°Cc.,n

②S1+3HC1S1HUCPI13+ri2

(3)SiHCl3+H2S^Si+3HCI,

［關(guān)鍵能力］

1.晶體硅的結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)類似于金剛石。

金剛石結(jié)構(gòu)示意圖硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖

硅的工業(yè)制法

硅單質(zhì)是由其氧化物制得的，常見(jiàn)工藝流程如下：

工-黜訃焦炭/iWi溫止口-+_______2/A______2/rWi溫出

石央砂-----------?粗硅------------SiC1li-----------純硅

有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

(l)2C+SiO2^^Si(粗)+2C0t

(2)Si(粗)+2Ck=^=SiCL

(3)SiCL,+2Hz=^^Si(純)+4HC1

2.硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

(1)常溫下：①與氟氣反應(yīng)：Si+2F2=SiF&；②與氫氨酸反應(yīng)：Si+4HF=SiF,t+2Hzt；

③與NaOH溶液反應(yīng)：Si+2NaOH+H20=Na2SiOs+2H2t

(2)加熱條件下：①與O’反應(yīng)：Si+02-Si02；②與Ch反應(yīng)：Si+2C12-SiCL1；

③與C反應(yīng)：$i+C盤遢SiC

提升點(diǎn)二含硅物質(zhì)的性質(zhì)應(yīng)用與轉(zhuǎn)化

［例2］歌曲《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”“色白花青的錦鯉

躍然于碗底”等圖案生動(dòng)形象，但古瓷中所用顏料的成分一直是個(gè)謎。近年來(lái)科學(xué)家才得知

大多為硅酸鹽，如藍(lán)紫色的硅酸銅鐵(BaCuSiQ,,銅為+2價(jià))，下列關(guān)于硅酸銅鋼的說(shuō)法不

正確的是()

A.可用氧化物形式表示為BaO-CuO-2SiO2

B.性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色

C.易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿

D.牙等于6

【解析】BaCuSizO,中，Ba為+2價(jià)，Cu為+2價(jià)，Si為+4價(jià)，。為一2價(jià)，由化合

價(jià)規(guī)則：(+2)+(+2)+2X(+4)+(—2)Xx=0,得x=6,則用氧化物形式表示硅酸銅釧

為BaO?CuO?2SiO”A、D項(xiàng)正確；由題干信息可知硅酸銅鋼的性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色，故B

項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】c［提升2］A、B、C、D、E五種含硅元素的物質(zhì)，相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：

在空氣加熱

(1)推斷A?E的化學(xué)式：ACDE

⑵①寫(xiě)出B-A的化學(xué)方程式

②A-C的離子方程式

解析：在空氣中燃燒生成D,B可能為Si,B和D都能與NaOH溶液反應(yīng)生成A,則A為

Na2SiO3,A和鹽酸反應(yīng)生成反C為HzSiO”HzSiO：,受熱分解又生成SiOz,證明B為Si,E為

CaSiOao

答案：

(l)Na2SiO3SiH2SiO3Si02CaSiO3

(2)?Si+2NaOH+H20=Na2Si0;i+2H，t

+

@Si0r+2II=H2Si03l

硅及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系題中的突破口

(1)硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)：如硅與金剛石結(jié)構(gòu)相似。

(2)硅、二氧化硅的物理性質(zhì)：如硬度大，熔、沸點(diǎn)高。

(3)特征性質(zhì)：

①與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的非金屬單質(zhì)是硅。

②不與HQ反應(yīng)、能與氫氟酸反應(yīng)(或雕刻玻璃)的酸性氧化物為Si02o

③難溶于水的無(wú)機(jī)酸是IhSiOso

［關(guān)鍵能力］

1.硅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

2.硅酸鹽的氧化物形式的改寫(xiě)

硅酸鹽由于組成比較復(fù)雜，通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成，改寫(xiě)時(shí)的

規(guī)律為:

‘氧化物的排列順序：活潑金屬氧化物一較活潑

書(shū)寫(xiě)形式,金屬氧化物一二氧化硅一水

.氧化物之間以“?”隔開(kāi)

配置原則：各元素原子總個(gè)數(shù)比符合原來(lái)的組成

化學(xué)計(jì)量數(shù)

若出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)

硅酸鹽組成式改寫(xiě)實(shí)例：

鈉長(zhǎng)石NaAlSi。不能寫(xiě)成腦0?1A1203?3SiO2,應(yīng)寫(xiě)成Na20-A1A?6SiO”

1.硅被譽(yù)為無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，下列物品用到硅單質(zhì)的是（）

A.陶瓷餐具B.石英鐘表

C.計(jì)算機(jī)芯片D.光導(dǎo)纖維

答案：C

2.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)法中正確的是（）

A.地殼中硅的含量稀少

B.自然界中存在大量單質(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Si

解析：因?yàn)?1世紀(jì)是計(jì)算機(jī)廣泛普及和應(yīng)用的時(shí)代，而硅（高純度）又是制作計(jì)算機(jī)芯

片的原料。

答案：C

3.關(guān)于硅及其化合物的敘述中，正確的是（）

A.硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以與NaOH溶液和氫氟酸反應(yīng)

B.二氧化硅與石灰石反應(yīng)：Si02+CaC03^^CaSi0；（+C0t

C.用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO2+2C^^Si+2CO2t

D.水泥的主要成分是NazSiOs、CaSiO,和SiOz

解析：B項(xiàng)正確的化學(xué)方程式為CaCOa+SiCh邈CaSiOs+CO"；C項(xiàng)正確的化學(xué)方程式

為Si0z+2C盤遢2C0t+Si；D項(xiàng)水泥的主要成分是3CaO?SiO2.2CaO-SiOz、3CaO?ALO：,。

答案：A

4.材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是（）

選項(xiàng)材料主要化學(xué)成分

A剛玉、金剛石三氧化二鋁

B大理石、石灰石碳酸鈣

C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽

D沙子、石英二氧化硅

解析：剛玉的主要成分是三氧化二鋁，金剛石的成分是碳。大理石、石灰石的主要成分

都是碳酸鈣；水泥、玻璃屬于硅酸鹽；沙子、石英的主要成分都是二氧化硅。

答案：A

5.如圖中的每一方格表示相關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物。其中B是一種單質(zhì)，其余物質(zhì)

也都是有B元素的化合物。C是一種鈉鹽，E是C對(duì)應(yīng)的酸，B的結(jié)構(gòu)類似金剛石，D為B

的氧化物(其他不含B元素的反應(yīng)產(chǎn)物以及各步反應(yīng)添加的必要試劑和反應(yīng)條件已被略去)，

請(qǐng)?zhí)顚?xiě)空白：

(1)A、D、E的化學(xué)式分別為

(2)A和B的互相轉(zhuǎn)化在工業(yè)上有什么實(shí)際意義？

(3)寫(xiě)出D-C反應(yīng)的化學(xué)方程式:

(4)寫(xiě)出E-D反應(yīng)的化學(xué)方程式:

解析：本題的突破口是：“B是一種單質(zhì)”“B的結(jié)構(gòu)類似金剛石”。據(jù)此，容易推斷

出B是晶體硅。硅與氯氣在加熱條件下生成SiCL”因此，A為SiCL。經(jīng)過(guò)分儲(chǔ)提純后得到

純凈的SiCL”SiCL可以被氫氣還原得純凈的硅。根據(jù)D能轉(zhuǎn)化成B(Si),可知D為SiOz,

由此可知其他答案。

答案：

(l)SiCl4SiO2H2SiO3

(2)粗硅提純

(3)Si+2NaOH=Na2si03+H20

△

(4)H2SiO3:Si02+H20

練后感悟

含硅化合物之間的“三角轉(zhuǎn)化”關(guān)系，是推斷含硅化合物推斷題的重要突破口，其轉(zhuǎn)化

關(guān)系如圖。

第1課時(shí)氯氣的性質(zhì)

課程目標(biāo)

1.了解氯元素的存在及氯原子的結(jié)構(gòu)，了解Ch的物理性質(zhì)。

2.掌握CL的化學(xué)性質(zhì)，液氯與氯水的區(qū)別及次氯酸的性質(zhì)。

3.了解Ch的用途。

［新知預(yù)習(xí)］

一、氯氣

1.氯的原子結(jié)構(gòu)及存在

(1)原子結(jié)構(gòu)

@2^87

原子結(jié)構(gòu)示意圖為,///,氯原子容易得到1個(gè)電子而形成cr,表現(xiàn)出典型的非金

屬性。

(2)存在

氯在自然界中以焰態(tài)存在，主要以NaCl的形式存在。

2.氯氣的發(fā)現(xiàn)

△

1774年瑞典化學(xué)家舍勒制取了氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式：MnO2+4HCl(^)AfnCL

+CLt+2H20O

3.物理性質(zhì)

顏色狀態(tài)氣味毒性溶解性

1體積水溶解

黃綠色氣體刺激性氣味有毒

2體積氯氣

二、氯氣的化學(xué)性質(zhì)

在下面的橫線上寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式，并注明反應(yīng)現(xiàn)象。

與Na占燃

|2Na+C1232NaCI.產(chǎn)生也巴煙

金屬與Fc占燃

心—」因3。2+2Fe二2FeCk，產(chǎn)生圓惺魚(yú)煙

與Cu

-----CI2+Cu*CuC12，產(chǎn)生置棕黃色煙

非金屬(％)?凡十0?史竺2HC1.產(chǎn)生回蒼白色火焰

Cl2

國(guó)(1團(tuán)Cl2+I】。HC1+HC1O

堿園C1+2()H—Cl+。()+凡。,用于

(離手力程式夕制取漂白粉.漂白粉的有效成分為國(guó)Ca(C1())2

三、次氯酸的性質(zhì)

弱酸性

比碳酸酸性四型

不穩(wěn)定性光照

f2HC1O=^^2HCl+()2卞

強(qiáng)氧化性

-*具有畫(huà)漂白性.“用于殺菌、消毒

［即時(shí)性自測(cè)］

1.判斷正誤，正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”

(DC12在與金屬反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。()

(2)任何物質(zhì)的燃燒必須有8參與。()

(3)5與L0反應(yīng)的離子方程式為C12+H20=2H++C『+C10，()

⑷漂白粉的有效成分是Ca(C10)2和CaCh。()

(5)氯氣、氯水、液氯是同一種物質(zhì)，只是狀態(tài)不同，都屬于純凈物。()

(6)氯水能漂白紙張，故氯氣具有漂白性。()

答案：⑴J(2)X(3)X(4)X(5)X(6)X

2.下列有關(guān)氯氣的敘述中不正確的是()

A.金屬鈉可在氯氣中劇烈燃燒

B.通常狀況下，干燥的氯氣能與鐵反應(yīng)

C.光照氯氣和氫氣的混合物會(huì)發(fā)生爆炸

I).氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸

答案：B

3.下列氯化物中，既能由金屬和氯氣直接參與化合制得，又能由金屬和鹽酸反應(yīng)制得

的是()

A.CuCLB.FeClz

C.MgCkD.FeCh

解析：Cu與鹽酸不反應(yīng)；Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCk,Fe與Ck反應(yīng)只能生成FeCb;Mg

與鹽酸及CL反應(yīng)均生成MgCL,

答案：C

4.下列說(shuō)法正確的是()

A.實(shí)驗(yàn)室用排水法收集氯氣

B.聞氯氣氣味時(shí)，用手輕輕在集氣瓶口扇動(dòng)，使極少量氯氣飄進(jìn)鼻孔

C.和CL均有毒

D.C廠和C1?均呈黃綠色

解析：氯氣能溶于水，密度比空氣大，不能用排水法收集氯氣，應(yīng)該用向上排空氣法收

集。無(wú)色、無(wú)毒。

答案：B

(1)①中鋼瓶上應(yīng)貼的標(biāo)簽為。

A.腐蝕品B.爆炸品

C.有毒品D.易燃品

(2)84消毒液是一種無(wú)色、有漂白作用的液體，它的有效成分是—

A.NaOHB.NaClOC.KMnO4D.Na202

(3)CL可用于制鹽酸，其化學(xué)方程式為

(4)工業(yè)上制漂白粉的化學(xué)方程式為—

解析：貯存Ck的鋼瓶應(yīng)貼有有毒氣體的標(biāo)志；84消毒液的有效成分是NaClO。

答案：

(DC(2)B

占燃

⑶H?+Ck膽型^HCl

(4)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(CIO)2+2H2O

提升點(diǎn)一氯水性質(zhì)的多樣性

次氯酸的漂白原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

原理：將有色物質(zhì)氧化為穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)。

特點(diǎn)：被IIC10漂白后的物質(zhì)，久置后不再恢復(fù)原色，即HC1O的漂白具有不可逆性。

應(yīng)用范圍：幾乎所有有色物質(zhì)遇HC1O都會(huì)褪色。

［例1］下列關(guān)于氯水的敘述中正確的是()

A.新制氯水中只含Ch和H2分子

B.新制氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色

C.光照新制氯水有氣泡逸出，該氣體是Ch

D.新制氯水在密閉無(wú)色玻璃瓶中放置數(shù)天后酸性將減弱

【解析】新制氯水成分的多樣性決定了新制氯水性質(zhì)上的多重性。新制氯水中主要含

有三種分子壓0、s、HCIO和四種離子H+、Cl\CIO,OIF；新制氯水含有I和HC1O,藍(lán)

色石蕊試紙遇「變紅，變紅后的試紙被HC1O氧化褪色；光照新制氯水，發(fā)生反應(yīng)2HC1O三空

2HC1+O.t,逸出的是0?而不是Ck；該反應(yīng)進(jìn)行后，弱酸HC1O轉(zhuǎn)化為強(qiáng)酸HC1,密封在密

閉無(wú)色玻璃瓶中不考慮HC1揮發(fā)，溶液的酸性增強(qiáng)。

【答案】B

［提升1］

氯水中含有多種成分，因而具有多種性質(zhì)，根據(jù)氯水分別與如圖四種物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)填

空(a、b、c、d重合部分代表物質(zhì)間反應(yīng)，且氯水足量)。

⑴能證明氯水具有漂白性的是(填“a”、"b”、"c”或“d”)。

(2)c過(guò)程中的現(xiàn)象是

b過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為

(3)a過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

解析：含Ch分子，可將FeCL氧化：2FeCl2+Cl2=2FeC13；含酎，可使石蕊試液變紅,

+

可與COT反應(yīng)，放出CO?：COr+2H=H2O+CO2t；含有Cl,可與AgNOs反應(yīng)生成AgCl白

色沉淀；含有HC1O分子，有漂白性，可使變紅的石蕊試液褪色。

答案：

(Dd

(2)溶液中產(chǎn)生白色沉淀

+

C0r+2H=H20+C02t

(3)2FeCl2+Cl2=2FeC13

［關(guān)鍵能力］

1.氯水的成分

(1)氯水中的化學(xué)反應(yīng)及物質(zhì)的電離

+-++oir,

CI2+H2O=H+CI+IICIO,II2

+

+C10->2HC10光照,2HC1+O23

(2)氯水的成分一一“三分子、四離子”

LH*

H20?-|一c「

ICloJ~~-co

-OW

2.氯水中的微粒與性質(zhì)

—5—氧化性能夠氧化Fe2+、BA「等

—cr-------生成沉淀—加入秫酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀

-HC1O-------不穩(wěn)定性在強(qiáng)光下照射氯水有氣泡產(chǎn)生

象水■*

--------------廠|使?jié)駶镜挠猩紬l或品紅褪色

-HC1O-------漂白性—

=使紫色石慕溶液先變紅后褪色

——H*-------酸性

加活潑金屬、碳酸it產(chǎn)生氣泡

提升點(diǎn)二漂白劑、消毒液一一氯氣與堿反應(yīng)的應(yīng)用

［例2］下列關(guān)于漂白粉的敘述正確的是()

A.漂白粉的有效成分是Ca(C10)2和CaCk

B.漂白粉在空氣中久置后會(huì)變質(zhì)

C.漂白粉是由CL與燒堿制得的

I).在使用漂白粉時(shí)應(yīng)用濃鹽酸

【解析】A.漂白粉的有效成分是Ca(C10)2,故A錯(cuò)誤；B.空氣中Ca(C10)2與水、二

氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和HC10,HC10光照分解而變質(zhì)，故B正確；C.氯氣與燒堿反應(yīng)生成

NaCUNaClO,故C錯(cuò)誤；D.使用漂白粉時(shí)與濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣，氯氣有毒,

故D錯(cuò)誤。

【答案】B

［提升2］

(1)生產(chǎn)消毒液是將氯氣通入NaOH溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

消毒液稀釋后噴灑在空氣中，可以生成有漂白性的物質(zhì)，請(qǐng)寫(xiě)出此過(guò)程的離子反應(yīng)方程

式：。該物質(zhì)有漂白性是因?yàn)樗袕?qiáng)氧化性，但是它也很不穩(wěn)定，

請(qǐng)寫(xiě)出其分解的化學(xué)方程式：。潔廁靈(含有濃鹽酸)和漂白液不

能混合使用，結(jié)合離子方程式解釋其原因：

(2)漂白粉是利用Ch與反應(yīng)制取的，Ch與漂白粉用于漂白均是因?yàn)樵谝欢l

件下產(chǎn)生_______的緣故，工業(yè)上之所以把Ck加工成漂白粉再用于漂白，是因?yàn)?/p>

(3)漂白液、漂白粉、漂粉精為什么密封避光保存？

答案：

--

(l)Cl2+20H=Cr+C10+H20CO2+2CIO+H2o=cor+2HC1O2HC1O^^2HC1+

+

o21cr+cio-+2H=ci2t+H20,產(chǎn)生有毒氣體Ck,使人中毒

(2)石灰乳HC1O漂白粉比較穩(wěn)定且易于保存和運(yùn)輸

(3)Ca(C10)2+C02+H20=CaC03I+2HC10NaClO+H20+CO2=NaHCO3+HC1O

2HC10光N昭*2HCl+02t因此，保存時(shí)應(yīng)該密封存放于避光干燥處。

漂白粉的主要成分:Ca(CIO)2,CaCl2

漂白粉有效成分為次氯酸鈣［Ca(CIO)］含有效氯約35%。

漂粉精有效成分為次氯酸鈣［Ca(CIO)/含有效氯約70%。

［關(guān)鍵能力］

氯氣與堿反應(yīng)的應(yīng)用

1.制取日常生活中用的“84”消毒液(或漂白液)

2NaOH(稀)+Ck=NaCl+NaC10+HQ“84”消毒液有效成分：NaClO。

2.制取漂白粉

2Ca(0H)2+2Cl2=Ca(C10)2+CaCh+2HQ

3.漂白液、漂白粉、漂粉精長(zhǎng)期露置于空氣中會(huì)發(fā)生反應(yīng)：

NaC10+H20+C02=NaHC03+HC10Ca(C10)2+CO2+H20=CaC031+2HC10

光昭

2HC10=2HCl+02t,因此，保存