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1、
第一節(jié) 無機非金屬材料的主角——硅
第1課時 二氧化硅和硅酸
一、硅元素的存在
硅在地殼中的含量僅次于______,硅的__________和__________約占地殼質量的90%以上;硅原子最外層有______個電子,主要形成______價的化合物。
二、二氧化硅
1.SiO2的存在形式
SiO2
2.SiO2的結構
每個Si原子與周圍的____個O原子相結合,每個O原子與____個Si原子相結合。實際上,二氧化硅晶體是由Si原子和O原子按________的比例所組成的__________結構的晶體,我們通常用“SiO2”表示二氧化硅的組成。
3.物理性質
二氧
2、化硅是____________的固體,________于水。
4.化學性質
(1)與氫氟酸(HF)反應——HF是惟一可以與之發(fā)生反應的酸____(可用來雕刻玻璃)。
(2)SiO2作為酸性氧化物可以和______、______________反應,但與水__________。
①和堿反應:______________________________;
②和堿性氧化物反應:________________________。
5.二氧化硅的用途
(1)以SiO2為主要成分的沙子仍然是基本的建筑材料;
(2)電子工業(yè)的重要部件、光學儀器;
(3)是信息高速公路的骨架——______
3、______的主要成分;
(4)用石英、瑪瑙制作________。
三、硅酸
1.硅酸是一種很弱的酸,其酸性比碳酸的還______,溶解度很______。硅酸容易聚合形成硅酸________,硅酸濃度較大時,則形成軟而透明的、膠凍狀的____________。硅酸凝膠經干燥脫水就形成硅酸干凝膠,稱為“________”。硅膠常用作食品等的__________,也可用作催化劑的________。
2.SiO2不溶于水,所以硅酸只能通過__________________________________________與其他酸反應制得。
實驗操作
實驗現(xiàn)象
實驗結論及反應方程式
4、
在飽和Na2SiO3溶液中,滴加酚酞溶液呈____色。逐滴加入稀鹽酸,有透明的凝膠產生,溶液紅色逐漸______,最后______
Na2SiO3溶液顯堿性,與稀鹽酸反應生成__________,化學方程式為____________________________________
知識點1 硅元素在自然界中的存在
1.硅在自然界中儲量豐富,含量僅次于氧元素,硅存在于地殼的各種礦物和巖石中的形式是( )
A.單晶硅 B.二氧化硅
C.硅酸 D.無定形硅
知識點2 二氧化硅的結構與性質
2.關于二氧化硅,下列
5、敘述不正確的是( )
A.水晶的成分是二氧化硅
B.二氧化硅晶體中不存在單個SiO2分子
C.二氧化硅溶于水且顯酸性
D.二氧化硅和二氧化碳在物理性質上有很大差別
3.在一定條件下,下列不能與二氧化硅反應的物質是( )
①焦炭?、诩儔A ③碳酸鈣 ④氫氟酸?、菹跛?
⑥氫氧化鉀?、哐趸}
A.只有③⑤⑦ B.只有⑤⑦
C.只有②⑤ D.只有⑤
知識點3 硅酸的性質
4.下列離子方程式書寫不正確的是( )
A.二氧化硅與NaOH溶液反應:SiO2+2OH-===SiO+H2O
B.碳酸鋇溶于稀鹽酸:CO
6、+2H+===CO2↑+H2O
C.二氧化碳與足量NaOH溶液反應:CO2+2OH-===CO+H2O
D.把水玻璃滴入鹽酸中:SiO+2H+===H2SiO3↓
5.下列關于硅酸的敘述,錯誤的是( )
A.硅酸是一種很弱的酸
B.硅酸可由二氧化硅與水反應制得
C.硅酸不穩(wěn)定,加熱脫水會生成二氧化硅
D.硅酸可由可溶性硅酸鹽和鹽酸反應制得
練基礎落實
1.在一定條件下,不能既與二氧化碳反應,又與二氧化硅反應的是( )
A.Na2CO3溶液 B.CaO
C.NaOH溶液 D.木炭
2.光導纖維被
7、認為是20世紀最偉大的發(fā)明之一,它使信息科學迅猛發(fā)展。光導纖維的主要成分是( )
A.CaCO3 B.SiO2
C.Na2SiO3 D.CaSiO3
3.能證明碳酸的酸性比硅酸強的事實是( )
A.CO2溶于水生成碳酸,SiO2不溶于水也不能與水直接反應生成硅酸
B.在高溫下,SiO2和Na2CO3能發(fā)生反應:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
C.SiO2熔點比CO2高
D.CO2通入Na2SiO3稀溶液中,生成白色膠狀沉淀
4.SiO2屬于酸性氧化物的主要理由是( )
A.硅是非金屬元
8、素
B.SiO2對應的水化物是可溶性酸
C.SiO2與強堿反應生成鹽和水
D.SiO2不能與酸反應
練方法技巧
5.60 g石灰石在高溫下與23 g石英反應產生的氣體在標準狀況下的體積是( )
A.5.6 L B.11.2 L
C.13.44 L D.6.72 L
6.化合物A、D、F是中學化學中常見的物質,化合物B、C、E中含有兩種相同的元素。這些化合物之間存在下列關系。其中A和B的反應是一種重要的化工生產中的主要反應之一。
(1)在A、C、F中含有的相同元素是________。
(2)化合物C
9、的化學式是________,化合物A的水溶液顯________性(填“酸”、“堿”或“中”)。
(3)C的水溶液和D能否發(fā)生反應________(填“能”或“否”),理由是__________。
練綜合拓展
7.獲取知識和信息是現(xiàn)代人不可缺少的素質,信息產業(yè)的飛速發(fā)展離不開材料科學的推動。
(1)光導纖維是一種能高質量傳導光的玻璃纖維,利用光纜通訊能同時傳輸大量信息。制造光纖電纜的主要原材料的化學式是______________,它屬于_________材料。
(2)信息產業(yè)的核心材料是高純度的硅,高純度的單晶硅生產方法之一是:用金屬硅化物(Mg2Si)與HCl作用得硅烷(SiH4)
10、,再加熱分解硅烷可得高純硅。單晶硅可用來制作大規(guī)模集成電路、整流器等,硅純度越高,大規(guī)模集成電路的性能就越好。寫出上述方法中,生產高純硅的兩個化學方程式:____________________________,______________。
8.把河沙(主要成分是SiO2)跟鎂粉按一定質量比(質量比約大于15∶24)混合均勻,裝入試管中加熱大約一分鐘后發(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放入盛有稀硫酸的燒杯中,立即產生氣泡并伴有爆炸聲,產生的氣體是一種能在空氣中自燃的硅的氣態(tài)氫化物。
(1)寫出河沙與鎂粉在加熱時反應的化學方程式:____________
11、______________,該反應是________(填“放熱”或“吸熱”)反應。
(2)生成的混合物放入稀硫酸中,產生的氣體是(填化學式)____________;
(3)寫出產生“爆炸聲”的化學方程式:_____________________________________
________________________________________________________________________。
第一節(jié) 無機非金屬材料的主角——硅
第1課時 二氧化硅和硅
12、酸
基礎落實
一、氧 氧化物 硅酸鹽 4 +4
二、1.硅石:天然 石英:結晶 水晶 瑪瑙 沙子:小?!?.4 2 1∶2 立體網狀 3.堅硬難熔 不溶 4.(1)SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O (2)堿 堿性氧化物 不反應?、賁iO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O?、赟iO2+CaOCaSiO3 5.(3)光導纖維 (4)首飾
三、1.弱 小 溶膠 硅酸凝膠 硅膠 干燥劑 載體 2.可溶性硅酸鹽溶液 從上至下,從左至右:紅 變淺 消失 硅酸凝膠 Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3(膠體)
對點訓練
1.B
2.C [CO2通常狀況下為氣
13、體,與SiO2物理性質相差很大;SiO2晶體不溶于水,也不能與水反應生成H2SiO3;SiO2晶體是由Si和O按1∶2的比例所組成的立體網狀結構的晶體,不存在單個SiO2分子。]
3.D 4.B 5.B
課后作業(yè)
1.A
2.B [光導纖維可以用SiO2來制造。]
3.D [B項是在固體反應中難揮發(fā)性物質制取易揮發(fā)性物質,是利用兩者共熔時,生成易揮發(fā)的CO2使反應能夠發(fā)生;D項中是較強的酸與較弱的酸的鹽溶液反應生成較強酸的鹽和較弱酸的復分解反應,這是該類復分解反應發(fā)生的條件。]
4.C
5.C [石灰石在高溫下,即使不與SiO2反應,也可完全把CO2釋放出來,故存在CaCO3~C
14、O2。]
6.(1)Na (2)Na2SiO3 堿 (3)能 硅酸的鹽能在水溶液中與CO2反應生成比碳酸酸性更弱的硅酸
解析 此題突破點為A+BC+D,A、D是常見物質且該反應為一種重要的化工生產的主要反應之一,即Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,然后再根據(jù)其他關系推出。
7.(1)SiO2 新型無機非金屬
(2)Mg2Si+4HCl===2MgCl2+SiH4↑ SiH4Si+2H2
8.(1)SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si 放熱
(2)SiH4
(3)SiH4+2O2===SiO2+2H2O
解析 在做此題時首先應注意河沙和鎂粉的質量比和物質的量之比的關
15、系以及按此物質的量比例應發(fā)生何種反應。其次應注意,一些反應產物的信息,如在空氣中能自燃的硅的氣態(tài)氫化物等信息。另外要注意對實驗的一些現(xiàn)象描述的特殊含義,如爆炸聲應為劇烈的放熱反應。
(1)河沙和鎂粉的質量比約大于15∶24時,因河沙中還含有除SiO2之外的物質,故此時SiO2和Mg的質量比約為15∶24,則二者的物質的量之比為∶=1∶4,即在反應中SiO2和Mg應按1∶4的物質的量之比進行反應,故方程式為:SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si,因為加熱一分鐘后即發(fā)生劇烈反應,故此反應應為放熱反應。(2)MgO和稀H2SO4反應:MgO+H2SO4===MgSO4+H2O,此反應為堿性氧化物和強酸的反應,不劇烈,不可能產生爆炸聲。所以應是Mg2Si和H2SO4反應的結果,結合題意,再根據(jù)Mg2Si中各元素的化合價可推測反應產物為MgSO4和SiH4,SiH4在空氣中自燃發(fā)出爆炸聲。