搜索
第1节硅无机非金属材料课堂合作探究问题导学一、H2SiO3的制备活动与探究1实验操作实验现象结论及化学方程式硅酸钠溶液显__性溶液的红色逐渐______直至______，有____________生成酸性：盐酸____硅酸有____________生成酸性：碳酸____硅酸思考与交流1．将CO2通入CaCl2溶液中，是否有白色沉淀生成？2．能否用SiO2和水反应来制取H2SiO3?[规律总结]1．硅酸的性质(1)弱酸性(比H2CO3的酸性弱)H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O(2)热不稳定性H2SiO3受热易分解：H2SiO3=====△SiO2＋H2O。2．硅酸的制备可溶性的硅酸盐与较强的酸反应可制得硅酸，如：Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。二、SiO2和CO2的性质比较活动与探究2(1)SiO2和CO2都是酸性氧化物，它们的物理性质相似吗？(2)在一定条件下，下列物质能和SiO2反应的是________，能和CO2反应的是________。①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤硝酸⑥氢氧化钾⑦氧化钙⑧氟气⑨水迁移与应用下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()A．CO2、SiO2都能与碱及碱性氧化物反应B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物D．CO2和SiO2都是由相应的分子构成的[规律总结]二氧化碳与二氧化硅的比较CO2SiO2存在空气岩石、石英、水晶、硅藻土化学式意义表示其分子组成晶体内没有SiO2分子，仅表示硅原子和氧原子以1∶2结合不同点物理性质熔沸点低，常温时是气体，可溶于水熔沸点高、硬度大的固体，不溶于水与水反应CO2＋H2O===H2CO3与水不反应与酸不反应只与氢氟酸反应SiO2＋反应4HF===SiF4↑＋2H2O相同点与碱性氧化物反应CO2＋CaO===CaCO3CaO＋SiO2=====高温CaSiO3与碱反应CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH===NaHCO3SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O与C反应CO2＋C=====高温2COSiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑与盐反应Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑三、硅酸盐的表示方法活动与探究3地震是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，传到地面会引起房摇地动，再引起一系列的变化从而造成破坏性的自然灾害。地球的表层大多是岩石，而大多数岩石的主要成分都是硅酸盐，下面用盐或氧化物的形式表示岩石的组成，其中不正确的是()A．钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB．镁橄榄石Mg2SiO4可表示为2MgO·SiO2C．北京奥运会奖牌所用玉的主要成分透闪石[Ca2Mg5Si8O22(OH)2]表示为2CaSiO3·5MgSiO3·H2OD．高岭石Al2Si2O5(OH)4可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O思考与交流物质的组成可用不同形式表示：(1)将下列硅酸盐改写成氧化物的形式(改写时注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，H2O一般写在最后)。①镁橄榄石(Mg2SiO4)__________；②高岭石[Al2Si2O5(OH)4]___________。(2)许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写成氧化物形式，请继续改写下列物质：HNO3________；HCOOH________。通过以上改写可知，HNO3的酸酐为________，HCOOH与浓硫酸反应可制________气体。(3)已知在一定条件下，铁在氯气中燃烧可以生成Fe3Cl8，它可以看做是__________(化学式)。生成该物质的条件可能是____________。[规律总结]1．硅酸盐的组成及表示方法硅酸盐由于组成比较复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为：(1)氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。(2)氧化物之间以“·”隔开。(3)氧化物前的化学计量数配置原则：各元素原子总个数比符合原来的组成。(4)化学计量数配置出现分数应化为整数，例如：钠长石NaAlSi3O8不能写成12Na2O·12Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。2．材料分类材料金属材料高分子材料无机非金属材料传统无机非金属材料硅酸盐材料水泥玻璃陶瓷新型无机非金属材料高温结构陶瓷、光导纤维等3．传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的对比传统无机非金属材料新型无机非金属材料所属硅酸盐材料具有特殊结构、功能的新材料范畴常见产品水泥、玻璃、传统陶瓷半导体材料、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维主要性能①抗腐蚀、耐高温②质脆、经不起热冲击①耐高温、高强度②有光学特性③有电学特性④有生物功能当堂检测1．将足量的CO2通入下列溶液中，能产生沉淀的是()A．硅酸钠溶液B．石灰水C．氯化钡溶液D．氯化钙溶液2．现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是()①SiO2―→Na2SiO3②CuSO4―→CuCl2③SiO2―→H2SiO3④CuO―→Cu(OH)2⑤Na2O2―→Na2SO4A．①②B．③④C．②③④D．②③④⑤3．生石灰中常含有杂质CaCO3和SiO2，检验它是否存在着两种杂质的最好试剂是()A．水B．盐酸C．硫酸D．烧碱溶液4．中国北京曙光公司研制出了第一款具有我国完全自主知识产权的高性能CPU芯片——“龙芯”1号。请回答以下问题：(1)“龙芯”(芯片)的主要化学成分是__________。(2)计算机长距离联网使用的光纤电缆，其使用的材料是__________，主要化学成分为____________。(3)如果这种埋在地下的材料裸露在碱性土壤中，结果会断路，用离子方程式说明原因__________________。5．试试看，你能用化学方程式解释下列现象吗？(1)氢氟酸可用于雕刻玻璃：_______________________________________。(2)氢氧化钠等碱性溶液不能存放在磨口玻璃塞的试剂瓶中：___________。(3)硅酸钠溶液暴露在空气中易变质：_______________________________。参考答案：课堂·合作探究【问题导学】活动与探究1：溶液显红色碱变浅消失白色胶状沉淀＞白色胶状沉淀＞思考与交流：1．答案：因为盐酸的酸性比碳酸强，所以将CO2通入CaCl2溶液中，不会有CaCO3白色沉淀生成。2．答案：SiO2不溶于水，也不与水反应，所以不能用SiO2和水反应来制取H2SiO3，制取H2SiO3的方法如下：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。活动与探究2：(1)答案：SiO2和CO2的结构不同，SiO2是由Si原子和O原子直接构成的空间网状结构的原子晶体，硬度大，熔沸点高；而CO2是由CO2分子构成的分子晶体，常温下为气体，所以二者的物理性质差别较大。(2)答案：①②③④⑥⑦①②③⑥⑦⑨迁移与应用：A解析：CO2、SiO2都是酸性氧化物，都能与碱及碱性氧化物反应，故A正确，C不正确；SiO2不溶于水，也不能和水反应生成硅酸，B不正确；CO2是由分子构成的，SiO2是由Si、O原子直接构成的，故D不正确。活动与探究3：C解析：2CaSiO3·5MgSiO3·H2O中Ca与Si的原子个数比为2∶7，而Ca2Mg5Si8O22(OH)2中Ca与Si原子个数比为2∶8，故选C。思考与交流：答案：(1)①2MgO·SiO2②Al2O3·2SiO2·2H2O(2)N2O5·H2OCO·H2ON2O5CO(3)FeCl2·2FeCl3氯气的量不足(或铁过量)【当堂检测】1．A解析：因为H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强，所以将CO2通入Na2SiO3溶液中会生成H2SiO3沉淀。2．B解析：因为SiO2、CuO均不能溶于水，所以它们的水化物H2SiO3、Cu(OH)2均不能直接制得。其中①可由SiO2与NaOH溶液反应实现，②可由CuSO4与BaCl2溶液反应实现，⑤Na2O2与稀硫酸反应即可。3．B解析：生石灰能溶于盐酸(2HCl＋CaO===CaCl2＋H2O)，CaCO3溶于盐酸时产生气体，SiO2不溶于盐酸。将生石灰放入盐酸，若观察到既有不溶物，还有气体产生，则生石灰中同时含有CaCO3和SiO2。4．解析：芯片的主要成分是Si，光导纤维的主要成分是SiO2，二者都能与NaOH溶液反应。答案：(1)Si(2)光导纤维SiO2(3)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O5．答案：(1)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(3)Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3“人的思想是万物之因。播种一种观念就收获一种行为，播种一种行为就收获一种习惯，播种一种习惯就收获一种性格，播种一种性格就收获一种命运”.思想决定行为，行为决定命运。要改变命运，就要先改变行为；而要改变行为，就要先改变思想。是的，若要改变自己，让我们从思想开始人要昂扬不要张扬昂扬，是乘风破浪的船帆，张扬，是折戟沉沙的暗礁。人们常说：“人要斗志昂扬，切不可趾高气扬”,说明人活于世，还是要有点儿精神的。生活中，大凡张扬者，总是傲慢自恃，目空一切。由于不把任何人放在眼里，必然遭人嫉恨，以致于众叛亲离，郁郁而不得志；而一个昂扬向上的人，由于心态积极，大气随和，且与人为善，一般通过自己不懈的努力，大多都能一步步改变自己的命运，并最终走向成功。所谓“富不过三代，穷不过五服”,说的也是这个道理。人要执着不要固执执着，说到底是对信念的不懈坚持，是一种一往无前的精神状态；而固执属于非理性的，固执虽然也是坚持，但却是“不撞南墙不回头”的偏执。因此，我们切忌将坚持与固执划等号。许多时候固执是非理性的想当然，而坚持则是经过理性分析之后做出的理性决断。现实中，我们既要做到不因他人的错误劝解，而随意放弃自己的目标，也不要因为对方的善意且正确的提醒或规劝而固执己见。人要执着，只有执着才能成就人生；人不能固执，一旦固执，人生也必受困人要自信不要自负自信与自负的区别在于：自信者相信自己的能力，既能恰当的评估自己，还能看到别人的自信和长处；而自负的人总是目空一切，习惯性高估自己，也不会尊重和采纳他人的正确主张或建议。可以这么说，人的一生自信是成功的起步，是成就事业的基础。人一旦没了自信，做起事来就会犹豫不决，瞻前顾后，不仅难以干好工作，也容易丧失机遇。当然，倘若自信过了头，也容易变成自负，因为盲目的乐观，也会让人一叶障目。因此，做人既不能不切实际地高估自己，夜郎自大，也不能因为过往的挫折或不幸而丧失信心，低估了自己的能徐悲鸿曾说：人不能有傲气，但不能没有傲骨，这傲骨指的就是骨气。做人绝对不能有傲气，因为，骄傲会使人变得无知。人一旦有了傲气，就会自命不凡，容易变成井底之蛙，从而目光短浅，目中无人，这无异于人生的“毒药”,也是一种非常可怕的不幸；做人不可以没有骨气，因为，人有了骨气才会有原则和立场，才可以处理好身边复杂的事情，才能赢得他人的尊重。因此，骨气，既是做人应有的风范，也是人性的大美。一个有骨气的人，不仅人格有高度，做人也有温度人要大气不要小气大凡“小气”不外乎三种情形。一是对自己抠门却对外大方。这种人其格局也是大气的，无疑值得敬佩和交往；二是对自己大方却对外小气的人。这种人非常自私，时间久了朋友都会慢慢疏远或离去，自然难有真心朋友；第三种是对自己和外人都吝啬的人。这类人最为悲哀，既缺乏生活乐趣，也没有朋友难以享受人生。常言道：欲成大器，得养大气。大气之人不仅谈吐大方得体，处世自然