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1第一节无机非金属材料的主角—硅第一课时课标要求1、能说出二氧化硅的主要物理性质,知道二氧化硅的主要化学性质。3、能了解硅酸的制取和性质。4、指导学生搜集并观察身边及生活环境中的石英、砂石、水晶、各种含硅矿物、粘土等实物，分析比较其性状（硬度、色泽）等物理性质的异同，训练学生的观察能力。重点难点二氧化硅的主要化学性质和结构学习过程知识梳理在地壳里，硅的含量在所有元素中居第次于氧全部以＿＿＿＿＿态存在。硅元素位于元素周期表中的第＿＿＿周期，族：＿＿其原子结构示意图：＿＿＿＿＿。一、二氧化硅及硅酸硅是一种元素，主要以及形式存在。1、二氧化硅（1）SiO2是硅最重要的，约占地壳的，存在状态有和两类，统称。晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的和。石英中无色透明的晶体叫，具有彩色环带状或层状的称。（2）SiO2的结构二氧化硅的结构（代表硅原子；代表氧原子）SiO2是原子晶体。1个Si原子与周围的4个O原子形成4个共价键，每1个O原子与两个Si原子相结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1：2的比率所组成的立体网状原子晶体，我们通常用“SiO2”的式子表示二氧化硅的组成。SiO2是网状结构。（3）物理性质SiO2是一种、的固体，溶于水。2（4）化学性质1、酸性氧化物SiO2+2NaOH=SiO2+CaO===二氧化硅能与成相应的盐和水，是一种氧化物，它不能溶于水得到相应的酸——硅酸2、特殊性SiO2＋HF＝酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与发生反应，这也是工业上用雕刻玻璃的反应原理。3、弱氧化性SiO2+C===（5）用途：2、硅酸（1）硅酸是一种比碳酸还要的酸，溶解度，硅酸是通过可溶性与其他酸反应制得。（2）制备：[小组讨论]实睑4—1实验在滴入酚酞的饱和硅酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸现象结论化学方程式硅胶，吸附能力强。常用作实验室、、的。也可做。典例剖析【例1】下列表述正确的是()①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐,③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料,④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛,⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A.①②③B.②④C.③④⑤D.③⑤3解析本题主要考查学生对身边常见的化学制品的了解情况。侧重考查学生应用化学知识解释和解决身边化学问题的能力。人造刚玉主要成分为Al2O3，①错；玛瑙的主要成分是SiO2；③水泥主要成分是硅酸盐，正确；④变色眼镜镜片应是在普通硼酸盐玻璃中加入光敏物质AgBr等，并加入极少光敏化剂如CuO等制成，故④错。答案D【例2】能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是()A．CO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸B．在高温条件下，SiO2和Na2CO3能发生反应：SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑C．SiO2熔点比CO2高D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶解析：选D。B项是在固体反应中难挥发性(高沸点)物质制取易挥发性(低沸点)物质，它是利用两者共熔时生成易挥发的CO2使反应发生；D项是较强的酸与较弱的酸的盐溶液反应生成较强酸的盐和较弱酸的复分解反应，这是该类复分解反应发生的条件之一；A项是二者的水溶性，不能证明碳酸的酸性比硅酸强，C项是二者的熔点，也不能证明碳酸的酸性比硅酸强。【例3】在一定条件下，既能跟二氧化碳反应，又能跟二氧化硅反应的是()A．Na2CO3溶液B．浓H2SO4C．NaOH溶液D．木炭解析：选CD。因CO2及SiO2均为酸性氧化物，故都可与强碱反应生成相应的盐。如SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O。这两种氧化物也均可与木炭发生反应：C＋CO2=====高温2CO；2C＋SiO2=====高温Si＋2CO↑。4课时作业1．下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是()A．NaOH溶液B．Na2SiO3溶液C．盐酸D．氢氟酸2．下列四种物质中，不．能与水发生反应，但能与碱发生反应的是()A．Cl2B．CO2C．NOD．SiO23．下列说法正确的是()①二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应②根据反应SiO2＋CaCO3=====高温CaSiO3＋CO2↑可推知硅酸酸性比碳酸强③二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸④二氧化硅常被用来制造光导纤维A．①②B．②③C．③④D．①④4．从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：①SiO2＋2C=====高温Si(粗)＋2CO↑②Si(粗)＋2Cl2=====加热SiCl4③SiCl4＋2H2=====高温Si(纯)＋4HCl关于上述反应的分析不．正确的是()A．①、③是置换反应，②是化合反应B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C．任一反应中，每消耗或生成28g硅，均转移4mol电子D．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅5．下列有关Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的共同点的描述中不．正确的是()A．水溶液均显碱性B．滴入盐酸均有气泡产生C．均能与CO2反应D．均不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存6．工业制造金刚砂(SiC)的化学方程式如下：SiO2＋3C=====高温SiC＋2CO↑.在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是()A．3∶5B．1∶2C．2∶1D．1∶157．用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液不变浑浊．先通入CO2再通入氨气，溶液变浑浊CaCl2溶液B通入CO2，溶液不变浑浊．继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊．再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊．继续通CO2至过量，浑浊消失．再加入足量NaOH溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液8．下列事实中能证明碳的非金属性比硅强的是()①往Na2SiO3溶液中通入CO2产生白色沉淀②石墨是导体，晶体硅是半导体③制玻璃过程中发生反应：Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑④CH4比SiH4稳定A．①④B．②③C．③④D．①②9、A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如图所示，A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似．请填空：(1)形成单质A的原子的结构示意图为________，它的最高化合价为________价．(2)B的化学式(分子式)为________，B的晶体类型为____________，B和碳反应生成A和E的化学方程式是__________________________________________________________________________________________________________________________(3)C的化学式(分子式)为________，D的化学式(分子式)为________.6课时作业解析1、解析：玻璃中的SiO2能与HF发生反应，与NaOH溶液作用生成具有粘合性的Na2SiO3，不与盐酸作用，故选C.答案：C2、解析：A、B项均能与水、碱反应，C项不能与水、与碱反应．答案：D3、解析：①SiO2能与HF反应，②高温条件下反应并不能说明硅酸的酸性比碳酸强的结论．答案：C4、解析：根据置换反应和化合反应的概念即可判断，A项正确；根据反应①可知还原性焦炭大于硅，根据反应③可知还原性氢气大于硅，B项正确；在三个反应中，硅元素的化合价从0价变为＋4价或从＋4价变为0价，故每消耗或生成28g硅，转移电子均为4mol，C项正确；反应中得到的易挥发的SiCl4分离出来后再用氢气还原才可以得到高纯硅，故操作不正确．答案：D5、解析：二者水解均呈碱性，故A、D正确，均能与CO2反应生成NaHCO3、H2SiO3，B项Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3，不能放出气泡．答案：B6、解析：在该反应中，3molC参加化学反应，生成1mol的SiC－4和2mol的C＋2O，所以氧化剂与还原剂均为C，且物质的量之比为1∶2，B正确．答案：B7、解析：A项CaCl2溶液不与CO2反应，但通入NH3后溶液变为(NH4)2CO3可产生浑浊；B项H2SiO3沉淀不溶于过量的CO2；C项生成的HClO漂白品红；D项CaCO3――→CO2Ca(HCO3)2――→NaOHCaCO3.答案：B8、解析：①说明酸性H2CO3＞H2SiO3；②③不能说明碳比硅的非金属性强．答案：A9、解析：根据“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质”可确定A是Si单质，它可由SiO2和C在高温条件下反应制取．答案：(1)(2)SiO2原子晶体SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑(3)CaSiO3Na2SiO37第二节无机非金属材料的主角—硅第二课时课标要求1、了解硅的物理性质，知道单质硅的一些简单的化学性质。2、使学生对硅酸盐工业及一些产品有大致印象。3、激发学生学习化学兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步的认识。4、扩大学生的知识面，激发学生的求知欲。重点难点1、硅的性质与用途2、硅酸盐的组成及氧化物的书写学习过程知识梳理二、硅酸盐1、硅酸盐是由、和组成的化合物的总称。一般不溶于，化学性质。2、最简单的硅酸盐是（），其水溶液俗称。［演示实验］取两根一样的干燥布条(其中一根在硅酸钠溶液中浸过)在火焰上燃烧。实验现象点燃晾干蒸馏水的布条点燃晾干的硅酸钠布条结论3、化学性质Na2SiO3+HCl==Na2SiO3+CO2+H2O==4、硅酸盐岩石长期在的侵蚀下，风化为，形成的一般带电，能吸收、等营养离子而保证了。5、硅酸盐主要产品、、。6、SiC(俗称金刚砂)，具有的结构，很大，可用作、的磨料，7、硅酸盐组成的表示Na2SiO3可以写成Na2O·SiO28高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4以氧化物形式表示为__________________________石棉：CaMg3Si4O12以氧化物形式表示为____________________________三、硅单质1、硅单质有和两种。晶体硅的结构类似是带有的固体。、、常温下化学性质。2、硅在元素周期表中处于与的，是一种，是良好的材料。3、20世纪中叶开始，硅成了信息技术的，半导体晶体管及芯片的出现，促成了的革命。4、利用高纯硅的半导体性能，可以制成，将光能转换为。光电池可作、、、。等动力。5、化学性质（1）常温下Si+F2===Si+HF===Si+NaOH+H2O===（2）加热条件下Si+O2====典例剖析【例1】高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数值分别是()A.7、2B.5、4C.6、3D.3、6解析本题涉及两个未知数x、y，但由化合价规则只能列出一个方程，因而要用不定方程的知识求解。,根据化合价规则，Al为＋3价，Si为＋4价，O为－2价，则有2×(＋3)＋2×(＋4)＋x×(－2)＋y×(－1)＝0，化简得2x＋y＝14，将A、B、C、D中的x、y值代入，只有B项符合方程。答案B【例2】矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中的一部分生成的。此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2作用的过程。例如，钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，此反应的离子方程式为2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O2K＋＋2HCO－3＋4H2SiO3＋Al2Si2O5(OH)4(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式：,①KAlSi3O8____________________。,②Al2Si2O5(OH)4____________________。(2)这个反应能够9发生的原因是。,较活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→非金属氧化物→二氧化硅→水