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第1课时二氧化硅和硅酸1.能记住二氧化硅和硅酸的主要性质。2.能说出二氧化硅在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。一二三一、硅元素的存在及原子结构1.存在2.原子结构硅的原子结构示意图是,最外层有4个电子,主要形成+4价的化合物。一二三硅原子与碳原子最外层均有4个电子,两者既相似又不同。碳在自然界中有稳定的单质,硅在自然界中也有单质形式吗?提示:没有。硅是一种亲氧元素,在自然界中以化合态形式存在。一二三二、二氧化硅的结构与性质1.存在石英、水晶、玛瑙、光导纤维、沙子的主要成分是SiO2。2.结构SiO2晶体是由Si和O按1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体,每个Si与4个O结合,每个O与2个Si结合。一二三3.物理性质4.化学性质熔点硬度溶解性高大不溶于水一二三SiO2既能与NaOH溶液反应,也能与氢氟酸反应,SiO2属于两性氧化物吗?提示:不属于。两性氧化物指既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢氟酸反应只是SiO2的一个特性,SiO2属于典型的酸性氧化物。一二三三、硅酸1.硅酸的制备实验操作实验现象滴加酚酞溶液后溶液呈红色,滴加稀盐酸后溶液变为无色,有白色胶状沉淀生成结论Na2SiO3溶液呈碱性;滴加稀盐酸后反应的化学方程式为Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3(胶体)一二三2.性质完成下列两个反应的化学方程式:(1)向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体:Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3(胶体)(2)H2SiO3与NaOH溶液反应:H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O一二三3.硅胶一、CO2与SiO2的比较项目CO2SiO2构成CO2分子硅原子、氧原子,无SiO2分子物理性质气体,熔点、沸点低,溶于水固体,熔点、沸点高,硬度大,不溶于水与碱性氧化物反应CaO+CO2CaCO3CaO+SiO2CaSiO3与碱溶液的反应2NaOH+CO2Na2CO3+H2OSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O项目CO2SiO2与盐反应Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3(胶体)Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClOSiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑与碳反应C+CO22CO2C+SiO2Si+2CO↑与H2O作用CO2+H2OH2CO3不与水化合与酸反应不反应只与氢氟酸反应SiO2+4HFSiF4↑+2H2O相同点都是酸性氧化物,与碱反应生成盐和水二、由氧化物制备相应酸或氢氧化物的规律氧化物水溶性相应酸或氢氧化物的制备规律CO2能溶CO2H2CO3若对应的氧化物可溶,则直接与水反应生成相应的酸或碱;若对应的氧化物不溶,可使氧化物溶于酸或碱生成盐,再加入碱或酸生成对应的碱或酸SiO2不溶SiO2SiO32-H2SiO3Na2O易溶Na2ONaOHCaO可溶CaOCa(OH)2Fe2O3不溶Fe2O3Fe3+Fe(OH)3知识点1知识点2知识点1硅酸的性质和制备【例题1】下列说法正确的是()A.硅酸不溶于水,因此不与NaOH溶液反应C.CO2气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸D.SiO2溶于水显酸性B.根据SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反应,可推知硅酸酸性比碳酸酸性强知识点1知识点2解析:硅酸不溶于水,但与NaOH溶液反应:H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O,A项错误。B项中该反应之所以能发生是在高温条件下,CO2以气体形式逸出,使反应进行得比较彻底,是利用SiO2、CO2沸点的不同,而不是利用硅酸、碳酸酸性的强弱。C项符合“强酸制弱酸”的一般规律。SiO2不溶于水,也不能与水反应,D项错误。答案:C点拨比较酸性强弱,一般在水溶液体系中,符合强酸制弱酸原理。高温下,生成易挥发性物质有利于反应的进行。知识点1知识点2知识点2CO2、SiO2性质的比较【例题2】下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()A.CO2、SiO2对应的含氧酸分别是H2CO3、H2SiO3B.常温下,盐酸、氢氟酸均能与SiO2发生反应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解析:CO2、SiO2均为酸性氧化物,对应的酸分别是H2CO3、H2SiO3;常温下,SiO2与盐酸不发生反应;CO2由分子构成,SiO2由硅、氧原子按1∶2比例构成。答案:A知识点1知识点2点拨CO2与SiO2性质的认识误区(1)碳和硅原子结构相似,但CO2和SiO2在结构与性质上却有很大差异。(2)CO2由分子直接构成,SiO2是由Si、O原子直接构成。(3)CO2、SiO2均可与碱溶液反应;SiO2只与HF溶液反应,与其他酸不反应。(4)SiO2是酸性氧化物,但其不能与水反应制H2SiO3。