高一化学必修一 二氧化硅和硅酸

第一课时二氧化硅和硅酸一、自然界中的硅元素硅在地壳中的含量仅次于，硅是一种亲氧元素，硅的和约占地壳质量的90%以上；硅原子最外层有个电子，既不易失去电子，也不易得到电子，主要形成四价化合物．主要形成价的化合物．氧化物硅酸盐4＋4氧SiO2硅石：二氧化硅石英：的二氧化硅：无色透明的晶体：具有彩色环带状或层状沙子：含有的石英晶体天然结晶水晶玛瑙小粒二、二氧化硅1．存在形式SiO2的存在形态有_____________形和_____________形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是_____________的二氧化硅结晶结晶无定水晶玛瑙2．二氧化硅(1)存在与形态SiO2的存在形态有_____________形和_____________形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是_____________的二氧化硅。(2)结构SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为_____________的比例组成的_________________结构的晶体。每个硅原子周围结合_____________个O原子，每个O原子周围结合_________________个Si原子。(3)物理性质熔点_____________；硬度_____________；溶解性：_____________溶于水。结晶无定结晶1∶2立体网状42高大不•正四面体•空间网状结构•硅氧比例：1：2•没有SiO2分子存在只存在硅氧原子•3物理性质二氧化硅是的体，于水．2）SiO2的四面体结构坚硬难熔不溶石英制品4．化学性质：很稳定(1)与氢氟酸(HF)反应——HF是唯一可以与之发生反应的酸：(可以用来雕刻玻璃)．(2)SiO2作为酸性氧化物可以和、反应，但与水．①和碱反应：.②和碱性氧化物反应：.SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O强碱碱性氧化物不反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OSiO2＋CaOCaSiO3（3）弱氧化性：SiO2+2C====Si+2CO↑高温（4）与盐反应：Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑高温高温1、保存氢氧化钠溶液的试剂瓶能使用玻璃塞吗？为什么？提示：盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，因为玻璃中含有的SiO2，可与NaOH溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3，使瓶塞不易打开．探讨交流2、实验室如何保存氢氟酸？提示：氢氟酸可腐蚀玻璃，故应保存在铅制的容器或塑料容器中5．二氧化硅的用途(1)以SiO2为主要成分的沙子是基本的建筑材料；(2)制造电子部件和光学仪器；(3)是信息公路的骨架——的主要成分；(4)用石英、玛瑙制作的工艺制品．（5）实验室中使用石英坩埚。光导纤维2化学性质(1)弱酸性：向Na2SiO3溶液中通入CO2，反应的化学方程式为.结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性．Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓+Na2CO3弱三、硅酸1物理性质_____________于水的白色胶状物质。难溶(2)不稳定性H2SiO3受热易分解，反应方程式为.H2SiO3=====△SiO2＋H2O注：硅酸只能与强碱反应，不能使酸碱指示剂变色反应方程式H2SiO3+2NaOH====Na2SiO3+2H2O2．硅酸的制备二氧化硅难溶于水，故不能与水化合制硅酸通常用可溶的硅酸盐与酸反应制得硅酸(1)实验现象硅酸钠溶液――→酚酞溶液溶液呈_________________――→稀盐酸溶液变为_____________，有_________________产生。(2)结论：硅酸钠溶液呈_____________，与盐酸反应的化学方程式为_______________________________________________。红色无色白色胶状沉淀碱性Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓3．硅酸的存在及用途(1)浓度小时：形成．(2)浓度大时：形成．(3)硅胶硅酸凝胶经干燥脱水得到的，称为“”，硅胶多孔，具有强的，常用作或.硅酸溶胶硅酸凝胶硅酸干凝胶硅胶吸水性干燥剂催化剂的载体1．自然界中的硅既有化合态，又有游离态．()提示：错误，因硅有亲氧性，在自然界中只有化合态，而无游离态．2．沙子、水晶、玛瑙的主要成分都是SiO2.()提示：正确，它们都是结晶形二氧化硅．3．盛装纯碱溶液的试剂瓶可用玻璃塞．()提示：错误，因纯碱溶液呈碱性，故不能用玻璃塞．4．硅酸钠溶液可使酚酞溶液变红．()提示：正确．5．反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3说明硅酸酸性弱于碳酸．()提示：正确．自查诊断：正误判断一、二氧化碳与二氧化硅的比较名称二氧化碳二氧化硅主要存在环境空气岩石中，石英、沙子和硅藻土都含有SiO2物理性质熔、沸点低，常温下是气体，微溶于水硬度大，熔点高的固体，不溶于水点拨重点攻克难点[认知总结]SiO2与CO2的比较化学式CO2SiO2构成CO2分子1个Si原子周围有4个O原子，1个O原子周围有2个Si原子，呈立体网状结构，无SiO2分子物理性质气体，熔、沸点低，溶于水固体，熔、沸点高，硬度大，不溶于水名称二氧化碳二氧化硅化学性质与水反应CO2＋H2OH2CO3不反应与酸反应不反应SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O与NaOH反应CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O与CaO反应CO2＋CaO===CaCO3SiO2＋CaOCaSiO3与C反应CO2＋C2COSiO2＋2CSi＋2CO↑用途人工降雨光导纤维、光学仪器二氧化碳与二氧化硅性质的不同主要是由其结构的不同决定的，“CO2”可称为1个二氧化碳分子，而“SiO2”却不能表示1个二氧化硅分子，只能表示该晶体中硅、氧原子的个数比为1∶2.特别提醒二、硅酸的制备与弱酸性SiO2难溶于水，不能与水发生反应，在制备硅酸时应用可溶性硅酸盐与较强酸反应，Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓.如何用实验同时能证明酸性：盐酸＞碳酸＞硅酸？[例1]下列关于二氧化硅的说法中正确的是()A．二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成B．在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围结合4个氧原子C．二氧化硅可用来制作干燥剂，因二氧化硅可与水反应D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸授之以渔，举一反三考查点一二氧化硅的结构和性质B二氧化硅是酸酐(即酸性氧化物)的原因是()A．它溶于水得相应的酸B．它对应的水化物是可溶性强酸C．它与强碱溶液反应只生成盐和水D．它是非金属氧化物C[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＋Na2CO3Na2SiO3＋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考查点二硅酸的制备及其弱酸性D1、下列关于硅酸的叙述，错误的是()A．硅酸是一种很弱的酸B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得C．硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅D．硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得B2、将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③NaAlO2溶液；④饱和Na2CO3溶液；⑤Ca(OH)2.最终溶液中有白色沉淀析出的是()•A．①②③④⑤B．②③④•C．②④⑤D．①②④B3、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．•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__．•(2)B的化学式(分子式)为________．•B和碳反应生成A和E的化学方程式是__________________________________．•(3)C的化学式为________，D的化学式为____．＋4SiO2SiO2＋2CSi＋2CO↑CaSiO3Na2SiO3