必修一4.1無機非金屬材料的主角-硅硅及其重要化合物復習學案

硅及其重要化合物復習學案[交流]列舉你知道的含硅（元素）物質(zhì)或材料。復習一：硅在自然界的存在復習二：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。2、二氧化硅的結(jié)構(gòu)相當于在硅晶體結(jié)構(gòu)中每個硅硅單鍵之間插入1個氧原子。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Si原子和個O原子形成個共價鍵；每個Si原子擁有個Si—O鍵，每個Si原子擁有個O原子，故SiO2是化學式，晶體中不存在“SiO2”[思考]1、通常人們把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可用于估算化學反應的反應熱（△H），化學反應的△H等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差?；瘜W鍵Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C鍵能/kJ·mol—1460360436431176347●請回答下列問題：●（1）右圖立方體中心的“●”表示硅晶體中的一個原子，請在立方體的頂點用“●”表示出與之緊鄰的硅原子。（2）工業(yè)上高純硅可通過下列反應制?。篠iCl4(g)+2H2(g)高溫Si(s)+4HCl(g)，該反應的反應熱△H=kJ/mol.2、（1）寫出n個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Si—O鍵。復習三：硅、二氧化硅、硅酸的性質(zhì)[思考]下列說法是否正確？1．單質(zhì)硅比金剛石熔點低

、硬度大2．硅和鍺相似，是良好的半導體材料

3．單質(zhì)硅比碳的非金屬性強4．含硅的鋼具有良好的耐酸性5．硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下與氧氣、鹵素單質(zhì)、酸、堿都不反應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．原硅酸和硅酸對應的酸酐都是二氧化硅，因此可以由SiO2與水直接反應制得12．CO2通入水玻璃中生成白色膠狀沉淀，過濾并加熱所得沉淀得白色粉末[歸納]硅、二氧化硅、硅酸的有關性質(zhì)[思考]硅和強堿反應會生成氫氣，曾有人用這種方法來制備氫氣。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，并強熱，即可迅速得到氫氣。寫出有關化學反應方程式：[討論]1、設計實驗方案（1）分離SiO2和I2（2）檢驗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、如何設計實驗證明碳酸的酸性比硅酸強？復習四：硅的制取[討論]根據(jù)硅在自然界的存在形態(tài)和性質(zhì)，你認為工業(yè)上可以用什么方法準備硅單質(zhì)？[思考]以石英砂、焦碳、水、MnO2和濃鹽酸為原料來制取純硅，寫出有關化學反應方程：[練習]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,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）寫出河沙與鎂粉在加熱條件下反應的方程式：；（2）生成的混合物放在稀H2S04中,產(chǎn)生的氣體是。（3）寫出產(chǎn)生"爆炸聲"的化學方程式知識與技能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)，掌握其化學性質(zhì)3、了解硅酸鹽的組成、結(jié)構(gòu)特點和用途4、掌握硅酸鈉的化學性質(zhì)情感、態(tài)度與價值觀1、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途2、培養(yǎng)學生熱愛化學，了解中華民族的傳統(tǒng)文化，激發(fā)學習化學的興趣第一課時導入：在美國有一個規(guī)模宏大的高科技工業(yè)園區(qū)，那就是家喻戶曉的硅谷。人們之所以用硅來代表高科技，是因為它在電子工業(yè)革命中起了極其重要的作用──半導體材料。今天，我們就一起來探討第四章的課題1無機非金屬材料的主角──硅板書：無機非金屬材料的主角──硅請大家寫出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，主要形成四價化合物。它是親氧元素。所以在自然界中見不到它的單質(zhì)。既然如此，我們來看看硅的氧化物──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、熔點高、難溶于水，純凈的SiO2晶體是無色透明的②化學性質(zhì)A.化學性質(zhì)不活潑，不與水反應不與酸（除HF外）反應；SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O（雕刻玻璃）B.酸性氧化物，具有酸的通性討論：為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞？（4）用途：光導纖維、電子工業(yè)重要部件、光學儀器、耐高溫化學儀器。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，對應水化物是H2CO3，SiO2難溶于水，那么硅酸如何得到？實驗室用可溶性硅酸鹽與其他酸反應制得。（1）制備原理：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3實驗4-1(P65)現(xiàn)象：無色透明→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方程式：Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3（2）化學性質(zhì)A.易失水

H2SiO3==SiO2+H2OB.弱酸性：（比較強的酸可以把比較弱的酸從它們的鹽溶液中置換出來）Na2SiO3+CO2==2Na2CO3+H2SiO3(3)用途硅膠──干燥劑第二課時二、硅酸鹽1、特點：由Si、O和金屬元素組成，結(jié)構(gòu)復雜，一般不溶于水，化學性質(zhì)很穩(wěn)定。如Na2SiO3等。因為硅酸鹽一般不溶于水，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、肥皂填料實驗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