高中化學(xué) 第4章 第1節(jié)《無機(jī)非金屬材料的主角》學(xué)案新人教版必修1

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第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角 硅 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．了解硅在自然界中的存在，主要物理性質(zhì)、用途 2．了解二氧化硅的存在，知道石英、水晶、硅石、瑪瑙與SiO2的關(guān)系，了解SiO2的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，掌握SiO2的化學(xué)性質(zhì)。 3．了解硅酸的性質(zhì)和制備 4．了解常見硅酸鹽的性質(zhì)和主要用途 【基礎(chǔ)知識】 一、硅在自然界中的存在 （1）含量：在地殼中的含量居第 位，僅次于 。 （2）存在： 硅的 和 構(gòu)成了地殼中大部分的 、 和 。約占地殼質(zhì)量的 以上。 硅是構(gòu)成 與 的基本元素。 在自然界中都以________態(tài)存在，主要以 和___________的形式存在。 二、硅單質(zhì) 1. 原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。在化學(xué)反應(yīng)中原子既不易 又不易 電子，主要形成 化合物。 碳和硅的比較 碳 硅 原子結(jié)構(gòu)示意圖 主要化合價(jià) 2．硅單質(zhì)的分類：分為___________和______________兩種。 3．晶體硅的結(jié)構(gòu)：類似于金剛石，具有____________________結(jié)構(gòu)。 4．晶體硅物理性質(zhì)：____________色，有_______光澤的_____體，熔點(diǎn)_____，硬度_____，有_________，是良好的_____________材料。 5．化學(xué)性質(zhì)（硅最外層　　個(gè)電子，故化學(xué)穩(wěn)定性很　?。? （1）與強(qiáng)堿NaOH反應(yīng)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （2）與氫氟酸反應(yīng)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （3）加熱和高溫下，與一些非金屬反應(yīng) 　　　Si+O2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Si+Ｆ2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 6．硅的制備 　?。?）將石英砂（SiO2）和焦碳在電爐中高溫反應(yīng)生成粗硅和一氧化碳，化學(xué)方程式為： 　　　　　　　　　　　　　　　　 （2）粗硅轉(zhuǎn)變?yōu)榧児瑁篠i(粗)+2Cl2 　　　　 （3）SiCl4+2H2 　　　　　　　　　　　　　　 7．硅的用途　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 三、硅的化合物 1．二氧化硅 （1）存在形態(tài)：是硅最重要的 ，存在狀態(tài)有 和 ，統(tǒng)稱為 。石英晶體是結(jié)晶的 ，石英中無色透明的晶體叫 ，具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q ，沙子中含有小粒的 ，SiO2是原子晶體，是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。（閱讀課本P75） （2）物理性質(zhì) 熔點(diǎn)______、硬度________、________導(dǎo)電、_______溶于水。 （3）化學(xué)性質(zhì) 二氧化硅能與 成相應(yīng)的鹽和水，是一種 氧化物，它不能溶于水得到相應(yīng)的酸——硅酸。 酸性氧化物一般不與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而二氧化硅卻能與 發(fā)生反應(yīng)，這也是工業(yè)上用 雕刻玻璃的反應(yīng)原理。 〖類比〗SiO2與CO2的性質(zhì)比較 名稱 CO2 SiO2 構(gòu)成 物理性質(zhì) 顏色、狀態(tài) 熔沸點(diǎn) 硬度 溶解性 化學(xué)性質(zhì) 物質(zhì)類別 與NaOH反應(yīng) 與堿性氧化物反應(yīng) 與水反應(yīng) 與某些鹽反應(yīng) 與氫氟酸反應(yīng) 思考：實(shí)驗(yàn)室如何保存氫氟酸？ 思考：實(shí)驗(yàn)室在存放強(qiáng)堿溶液時(shí)要注意什么？ （4）用途： 可用來做光導(dǎo)纖維 2．硅酸 （1）：硅酸的性質(zhì) 硅酸在水中的溶解度 ，酸性 H2CO3。 （2）：硅酸的制備 實(shí)瞼4—1 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 化學(xué)方程式 在滴入酚酞的飽和硅酸鈉溶液中逐滴滴入稀鹽酸 可溶性硅酸鹽＋酸：如Na2SiO3+HCl=　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　Na2SiO3+CO2+H2O=　　　　　　　　　　　　 用二氧化硅和水行嗎？★ （3）：用途：“硅膠”干燥劑，催化劑載體等 （4）不穩(wěn)定性，受熱分解：_____________________________________________________ 3．硅酸鹽 （1）概念：硅酸鹽是由_______、________和_________組成的化合物的總稱。 （2）性質(zhì)：硅酸鹽是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)，大多_____溶于水，化學(xué)性質(zhì)______________。 （3）硅酸鈉____________ ① 溶解性：_______溶于水，水溶液俗稱_____________，呈_______性。 ② 用途：制備____________和木材___________等的原料。 ［實(shí)驗(yàn)］取兩根一樣的干燥布條(其中一根在硅酸鈉溶液中浸過)在火焰上燃燒。 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 點(diǎn)燃晾干蒸餾水的布條 點(diǎn)燃晾干的硅酸鈉布條 （4）常見的硅酸鹽產(chǎn)品 硅酸鹽產(chǎn)品 原料 成份 玻璃 水泥 陶瓷 黏土 （5）硅酸鹽組成的表示 通常用_____________和______________形式表示。 如硅酸鈉（Na2SiO3）：________________________________ 鉀長石（K2Al2Si6O16）：____________________________________ 蛇紋石（Mg3H4Si2O9）：_______________________________ 高嶺石（Al2H4Si2O9）：________________________________________ （6）其他含硅物質(zhì) 性質(zhì) 用途 SiC 俗稱__________，具有____________結(jié)構(gòu)，硬度________。 含4%硅的硅鋼 有很高的_________性 硅橡膠 具有很好的____________性和_____ _________性 人工制造的分子篩 具有_______________結(jié)構(gòu)，表面積大，具有吸附性