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1、...
高一化學必修一
課題:第一節(jié):無機非金屬材料的主角-硅 課時:第一課時 編號:18
學習目標:
1.掌握二氧化硅的物理和化學性質;
2.掌握硅酸的物理和化學性質
3.提高實驗設計能力
難點重點:
SiO2的結構和SiO2和硅酸的性質
學習任務:
一.硅元素的存在
二.硅單質
1.種類及結構:單質硅分為晶體硅和無定形兩類,晶體硅的結構與金剛石類似。
2.性質(1)物理性質:
色、態(tài)
光澤
熔點
硬度
質地
導電性
灰黑色固體
金屬光澤
高
大
脆
半導體
(2)化學性質:1. Si+O2高溫SiO2,Si+2Cl2高溫Si
2、Cl4,Si+C高溫SiC,2F2+Si===SiF4
2特性:Si+4HF===SiF4↑+2H2↑,Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。
3.用途:(1)半導體材料,如硅芯片,半導體晶體硅;(2)新型能源,如光電池等。
三.二氧化硅
1.存在:SiO2存在形態(tài)有結晶形和無定形兩大類,統(tǒng)稱硅石。
石英、水晶、瑪瑙、沙子、光導纖維的主要成分均是SiO2
2.結構:SiO2晶體是四面體空間網(wǎng)狀結構
3.物理性質:SiO2的熔點高,硬度大,不溶于水
4. SiO2與CO2化學性質的比較
性 質
二氧化碳(CO2)
二氧化硅(SiO2)
與水反應
C
3、O2 + H2O = H2CO3
不 反 應
與堿反應
CO2+2NaOH = Na2CO3+H2O
CO2+NaOH = NaHCO3
SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O
與堿性氧化物反應
CO2+CaO = CaCO3
SiO2+CaO高溫CaSiO3
與酸反應
不 反 應
SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O
與鹽的反應
Na2SiO3+CO2 + H2O= Na2CO3+ H2SiO3(膠體)
Na2CO3+ SiO2高溫Na2SiO3+ CO2
與碳的反應
CO2+C高溫2CO
SiO+2C高溫Si+2CO
4、
對應酸
H2 CO3(酸性強于H2SiO3)
H2SiO3(難溶)
用途
制堿、制飲料
光導纖維、光學儀器
石英鐘表、電子工業(yè)中的重要部件、精密儀器等
5. 拓展:①酸性氧化物的性質:Si02是酸性氧化物,是 硅酸的酸酑,難溶 于水。
常溫下Si02與NaOH溶液反應得到硅酸鈉(Na2SiO3),反應的化學方程式為:SiO2+2NaOH === Na2SiO3+H2O 高溫下Si02能和堿性氧化物(如CaO)反應生成硅酸鹽,反應的化學方程式為:SiO2+CaO 高溫CaSiO3
②常溫下,SiO2能與氫氟酸(HF)反應,此反應常用于刻蝕玻璃,反應的化
5、學方程式為:SiO2+4HF=== SiF4↑+2H2O
③二氧化硅的弱氧化性:Si02高溫下與C作用可制取粗硅,反應的化學方程式為:_
SiO+2C高溫Si+2CO .
6.硅酸
(1)硅酸(H2Si03)硅酸不溶于水,其酸性比碳酸的酸性 弱
(2)硅酸在水中的溶解度 小 、易聚合形成硅酸凝膠,硅酸凝膠脫水后形成多空的硅酸干凝膠,又稱為 “硅膠” ,吸附水的能力強,因此可以吸水性,常用作干燥劑或催化劑的載體。
(3)硅酸的制備: Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓
6、
必做題
1.下列物質中主要成分不是二氧化硅的是 ( A )
A.硅膠 B.水晶 C.瑪瑙 D.硅石
2.NaOH、KOH等堿性溶液可以貯存在下列哪種試劑瓶中 ( D )
A.具有玻璃塞的細口瓶 B.具有玻璃塞的廣口瓶
C.帶滴管的滴瓶 D.具有橡膠塞的細口瓶
3.可以用來制取半導體材料(如大規(guī)模集成電路)的是 ( A )
A.
7、二氧化硅 B.粗硅 C.高純硅 D.硅酸鹽
4.下列物質中屬于純凈物的是( A )
A.Na2CO3·10H2O B.水泥 C.純凈的鹽酸 D.普通玻璃
5.下列敘述正確的是( B )
A.酸均不能與酸性氧化物反應 B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能貯存氫氟酸
C.石灰抹墻、水泥砌墻過程的硬化原理相同 D.石灰窯、玻璃熔爐出來的氣體主要成分相同
6.下列物質有固定熔點的是( C )
A.水泥 B.玻璃 C.Na2O·SiO2 D.水玻璃
7.構成地殼基本骨架的非金屬元素的是
8、 ( C )
A.Al B.O C. Si D.C
8.二氧化硅的化學性質很不活潑,幾乎所有的酸都不與其反應,但有一種酸能夠和二氧化硅發(fā)生反應,這種酸是 ( D )
A.濃鹽酸 B.硫酸 C.硝酸 D.氫氟酸
9.能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是 ( B )
A.CO2溶于水形成碳酸,SiO2難溶于水
B.CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅
9、酸沉淀
C.高溫下SiO2與碳酸鹽反應生成CO2
D.氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體,通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀
10.二氧化硅屬于酸性氧化物,理由是 ( C )
A.Si是非金屬元素 B.SiO2對應的水化物是可溶性弱酸
C.SiO2與強堿反應生成鹽和水 D.SiO2不能與酸反應
11.下列物質中,不能夠與NaOH溶液反應的是 ( B )
A.碳酸氫鈉 B.硅酸鈉 C.
10、二氧化硅 D.氫氧化鋁
12.下列物質的變化,不能通過一步化學反應完成的是 ( D )
A.CO2→H2CO3 B.SiO2→Na2SiO3 C.Na2O2→Na2CO3 D.SiO2→H2SiO3
13.某無色溶液中加入過量鹽酸有沉淀產生,過濾后向濾液中加入過量氨水又有沉淀產生,下列溶液中符合此條件的是 ( A )
A. Ag+、Al3+、K+ B. SiO32-、AlO2-、K+
C. A
11、g+、Cu2+、Na+ D.Ag+、Ba2+、 Na+
14.下列離子方程式,正確的是 ( D )
A.澄清石灰水中通入過量二氧化碳:Ca2+ +2OH- +CO2 ===CaCO3↓+H2O
B.碳酸鈉溶液中加入二氧化硅:CO32- +SiO2==SiO32- +CO2↑
C.二氧化硅與燒堿溶液反應:SiO2 +2OH- === SiO32-+H2O↑
D.硅酸與燒堿溶液中和:H2SiO3 +2OH- === SiO32-+2H2O
15.在SiO2+3CSiC+2CO↑反應中,氧化劑和還原劑的質量比為 ( B )
A.36∶30 B.60∶36 C.2∶1 D.1∶2
三、填空題:
16.(8分)用地殼中某主要元素生產的多種產品在現(xiàn)代高科技中占有重要位置,足見化學對現(xiàn)代物質文明的重要作用。例如:
(1)計算機芯片的主要成分是 Si ;
(2)光導纖維的主要成分是 SiO2 :
(3)目前應用最多的太陽能電池的光電轉化材料是 Si ;
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