《2015-2016学年《无机非金属材料的主角——硅》导学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015-2016学年《无机非金属材料的主角——硅》导学案（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物质的量的单位-摩尔化学计量在实验中的应用第1节无机非金属材料的主角硅掌握二氧化硅的物理性质和化学性质。1了解硅酸和硅酸盐的重要用途。2了解硅的重要用途及硅单质的物理性质。34了解硅元素在自然界中的存在及硅原子的结构。一、二氧化硅1.存在SiO2是硅最重要的化合物,约占地壳总质量的12%;其存在形态有结晶形和无定形两大类,统称硅石。2.结构(1)SiO2晶体是Si与O按12的比例组成的立体网状结构的晶体。(2)石英晶体是结晶的二氧化硅,石英中无色透明的晶体叫水晶,具有彩色环带状或层状的称为玛瑙,沙子中含有小粒的石英晶体。结晶形无定形12 立体网状水晶3.化学性质(1)不活泼性:氢氟酸是唯一可以
2、与之反应的酸,化学方程式为4HF+SiO2SiF4+2H2O。玻璃中含SiO2,故可以用氢氟酸来雕刻玻璃,同时氢氟酸不可用玻璃瓶盛装,可用塑料瓶盛装。(2)酸性氧化物的通性:(写出下列反应的化学方程式)与CaO反应:SiO2+CaOCaSiO3。与NaOH溶液反应:SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。4.用途(1)沙子的主要成分是,是基本的建筑材料。(2)SiO2是现代光学和光纤制品的基本原料。(3)用石英和玛瑙制作饰物和工艺品。4HF+SiO2 SiF4+2H2OSiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O SiO2光纤制品二、硅酸1.硅酸的性质:硅酸是
3、一种弱酸,酸性比碳酸弱。2.硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶,称为“硅胶”,它常用作实验室和袋装食品等的干燥剂。3.硅酸的制备:Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3(写出反应的化学方程式)。弱Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3三、硅酸盐1.硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,大多不溶于水,化学性质很稳定。2.最简单的硅酸盐是硅酸钠,可溶于水,其水溶液俗称水玻璃,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。3.三种常见的硅酸盐产品:陶瓷、玻璃、水泥。不水玻璃晶体无定形半导体酸性氧化物一定能与水反应生成对应的酸,这句话是否正确?2熔融烧碱时,为什么不能使用石英坩埚?不
4、正确,例如SiO2是酸性氧化物,但SiO2不能与H2O反应生成对应的酸。因为烧碱可与石英发生反应而导致石英坩埚熔化,发生的化学反应为SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O。13盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因是什么?(未被磨砂的玻璃在常温下不易被强碱腐蚀)因NaOH溶液易与玻璃塞的主要成分SiO2发生反应:SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O,Na2SiO3有黏性,使瓶塞与瓶口处发生黏结而不易打开。 4硅是典型的非金属,从其汉字结构中可以看出,硅的偏旁是“石”,而不是“钅”,因此硅是非金属,是不是硅只具备非金属的性质?硅除具备非金属单质的通性外,还具备特殊的性质,
5、如具有金属的某些物理性质(如灰黑色、金属光泽),特别是硅具有一定的导电性,可以作为半导体材料。据报道,科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解,从中提取了一种叫作生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料,将少量的这种材料掺入混凝土中,即可轻易制备出超高强度和超高耐久性的高性能混凝土。下列说法中正确的是()。考查二氧化硅、硅酸及硅酸盐的性质考查二氧化硅、硅酸及硅酸盐的性质A.二氧化硅溶于水显酸性,所以二氧化硅属于酸性氧化物B.将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出了二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸B盛放水玻璃的试剂瓶为什么要密封
6、保存?可以使用玻璃塞吗?1Na2SiO3水溶液可与空气中的CO2反应,生成Na2CO3和H2SiO3而变质,又因水玻璃可粘住玻璃,故需要密封保存且不能用玻璃塞。SiO2既能与NaOH反应,又能与HF反应,能否说明SiO2是两性氧化物?2不能,因为SiO2与HF反应是SiO2的特性,SiO2属于酸性氧化物。3 某和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2,试将其改写成氧化物的形式。2CaO3MgO2FeO8SiO2H2O。下列关于硅及硅酸、硅酸盐的叙述中正确的是()。A.单质硅与金刚石都是熔点高、沸点高、硬度大的固体B.硅酸盐都不溶于水C.硅与酸、碱都不能发生反应D.SiO
7、2为酸性氧化物,对应的酸为硅酸D硅的制备及用途工业上冶炼高纯硅有以下几个过程:SiO2+2C Si+2COSi+2Cl2 SiCl4SiCl4+2H2 Si+4HCl请回答下列问题:(1)反应中的氧化剂和还原剂分别是和。(2)反应中Cl2的作用是,此反应中,Si还要再次生成化合态硅的原因是_。(3)每生产14 kg高纯硅,理论上消耗焦炭和Cl2的质量分别 为kg和kg。SiO2C氧化剂 因为反应生成的为粗硅,只有经过提纯才能变成高纯硅12711能与氢氧化钠溶液反应产生氢气的单质是否只有金属铝?试举例说明并写出化学方程式。不是。硅也能与NaOH溶液反应产生H2,化学方程式为Si+2NaOH+H2
8、O Na2SiO3+2H2。2写出硅的原子结构示意图,并与碳原子的结构相比较,分析硅单质的化学性质。Si: ; 硅和碳原子的最外层均有4个电子,Si与C一样,其原子既不易失去也不易得到电子,主要形成Si的+4价化合物。C汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时,偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式:BaCuSi2Ox,Cu为+2价),下列有关“汉紫”的说法中不正确的是()。1A.用盐的形式表示:BaSiO3CuSiO3B.用氧化物形式表示:BaOCuO2SiO2C.易溶于强酸和强碱D.性质稳定,不易褪色C2华裔科学家高锟曾因“有关光在纤
9、维中的传输用于光学通信方面”取得了突破性成就,而获得诺贝尔奖。此处“纤维”是指()。A.晶体硅B.无定形硅C.二氧化硅D.硅酸盐C下列关于硅的说法不正确的是()。3A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应D.硅是制备太阳能电池的重要材料CA、B、C、D、E代表单质或化合物,它们之间的相互转化关系如图所示。已知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。请回答下列问题:4(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(分子式)为,D的化学式(分子式)为。+4SiO2SiO2+2C Si+2CONa2SiO3CaSiO3g g. .molmol-1-1M=m/nM=m/nNaNa6.02X106.02X102323molmol-1-1n=N/Mn=N/M摩尔（摩尔（molmol）n nM M
