[推荐学习]2017_2018年高中化学第四章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角__硅课堂达
2018高中化学第4章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角——硅(1)导学案新人教版
课题：第一节：无机非金属材料的主角-硅课时：第一课时学习目标:1.掌握二氧化硅的物理和化学性质；2.掌握硅酸的物理和化学性质3.提高实验设计能力难点重点：SiO2的结构和SiO2和硅酸的性质学习任务：一．硅元素的存在二．硅单质1．种类及结构:单质硅分为晶体硅和无定形两类，晶体硅的结构与金刚石类似。
2．性质(1)物理性质：(2)化学性质：1.Si＋O2高温SiO2，Si＋2Cl2高温SiCl4，Si＋C高温SiC，2F2＋Si===SiF42特性：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
3．用途:(1)半导体材料，如硅芯片,半导体晶体硅；(2)新型能源，如光电池等。
三．二氧化硅1.存在：SiO2存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。
石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均是SiO22．结构：SiO2晶体是四面体空间网状结构3．物理性质：SiO2的熔点高，硬度大，不溶于水4. SiO2与CO2化学性质的比较5.拓展：①酸性氧化物的性质:Si02是酸性氧化物，是硅酸的酸酑，难溶于水。
常温下Si02与NaOH溶液反应得到硅酸钠(Na2SiO3)，反应的化学方程式为：SiO2＋2NaOH === Na2SiO3＋H2O 高温下Si02能和碱性氧化物(如CaO)反应生成硅酸盐，反应的化学方程式为：SiO2＋CaO 高温CaSiO3②常温下，SiO2能与氢氟酸(HF)反应，此反应常用于刻蚀玻璃，反应的化学方程式为：SiO2＋4HF=== SiF4↑＋2H2O③二氧化硅的弱氧化性:Si02高温下与C作用可制取粗硅，反应的化学方程式为：＿SiO+2C高温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、易聚合形成硅酸凝胶，硅酸凝胶脱水后形成多空的硅酸干凝胶，又称为“硅胶”，吸附水的能力强，因此可以吸水性，常用作干燥剂或催化剂的载体。
新新高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第1节
【答案】 (1)Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ (2)Si＋2Cl24=6=0==℃=SiCl4
【解析】 A不正确，硅在自然界中以化合物的形式存在，石英、水晶、 玛瑙的主要成分都是二氧化硅；C不正确，应该用橡胶塞；D不正确，制造光 导纤维的物质是二氧化硅。
【答案】 C
2．下列关于碳和硅的叙述中，正确的是( ) A．其氧化物都能与NaOH溶液反应 B．其单质在加热时都能跟O2反应 C．其氧化物都能溶于水生成相应的酸 D．碳和硅两种元素共有两种单质 【解析】 CO与NaOH溶液不反应，A错误；SiO2与水不反应，C错误； 碳有多种同素异形体，D错误。 【答案】 B
【答案】 (1)× 金刚石、晶体硅熔点很高 (2)× 硅是半导体 (3)√ (4)√ (5)√ (6)× Si能与HF反应
4．在①浓硝酸 ②水 ③浓硫酸 ④氢氟酸 ⑤氢氧化钠溶液中，能与
单质硅起化学反应的是( )
A．①②
B．②④
C．④⑤
D．③④
【解析】 硅能与氢氟酸和氢氧化钠溶液反应生成氢气：Si＋ 4HF===SiF4↑＋2H2↑、2NaOH＋H2O＋Si===Na2SiO3＋2H2↑。
1．碳、硅在自然界中的存在 碳、硅均为第 ⅣA族元素，非金属性较强的是 碳 。碳在自然界中 以游离态和化合态存在；硅元素在自然界中只以化合态存在，因其有亲氧性。
2．碳、硅单质的化学性质及用途
(2)硅与非金属单质反应OFC2l2：2：：SSSii＋i＋＋2O2FC22==l=2=△=△==高=====温==SS=iiOSFi24Cl4 与强碱反应： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
2018_2019学年高中化学第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅4.1.2硅酸盐和硅单质课件新
(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)。 A．碳化硅硬度大，可用于生产砂纸、砂轮等 B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承 C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导 纤维 D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很 高 E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物的形式： ①KAlSi3O8__________________________________； ②Al2(Si2O5)(OH)4_____________________________。
(2)上述反应能够发生的原因是_____________________。 [思路分析] 用氧化物形式表示硅酸盐的方法及注意事项： (1)方法：找出组成元素；写成氧化物的形式；注意原子守 恒；检查有无遗漏。 (2)氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→ 二氧化硅→水。 (3)氧化物前化学计量数配置原则：除氧元素外，其他元素 按配置前后原子个数守恒原则配置化学计量数，如果出现分数， 扩大倍数化为整数。 (4)氧化物之间用“·”隔开。
1 MgO·2SiO2
C．钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为 K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2
D．高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]，表示为 Al2O3·2SiO2·2H2O
解析：根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A 中 Al2O3 和 CaO 的排列顺序有误，B 中化学计量数出现12，C 正确的写法 应为 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O，D 的写法完全符合上述要求。
提示：由于 Na2SiO3 溶液能与空气中的 CO2 反应而变质， 故要密封保存，并放在带橡皮塞的玻璃试剂瓶中。敞口放置的 Na2SiO3 溶液会出现白色胶状沉淀，反应的方程式为：Na2SiO3 ＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。
高中化学第四章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角mdashmdash硅课件新人教版必修1
规律方法指导：SiO2 性质易错辨析 1．SiO2 不能与水反应，但属于酸性氧化物。因为酸性氧化物的定义是与碱反 应生成盐和水的氧化物(SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O)。 2．SiO2 既能与 NaOH 反应，又能与 HF 反应，但不属于两性氧化物，因为 两 性 氧 化 物 的 定 义 是 与 酸 和 碱 反 应 均 生 成 盐 和 水 的 氧 化 物 ， 而 SiO2 ＋ 4HF===SiF4↑＋2H2O 中，SiF4 不属于盐，故其不属于两性氧化物。 3．“SiO2”是二氧化硅的化学式，而不是其分子式，二氧化硅没有分子。
2．制备
实验 操作
实验 现象
结论
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__物___生成
Na2SiO3 溶液呈_碱___性；滴加稀盐酸后反应的化学方程式为 ___N_a_2_S_i_O_3_＋__2_H__C_l_=_=_=_2_N__a_C_l_＋__H_2_S_i_O_3_↓______
〔变式训练 2〕在一定条件下，既能与 CO2 反应，又能跟 SiO2 反应的物质是
导学号 81744696 ( D )
①NaHCO3 溶液 ②浓硫酸 ③NaOH 溶液 ④碳
A．①②
B．①③
C．②④
D．③④
解析：SiO2 和 CO2 都属于酸性氧化物，能与碱反应，同时二者均具有弱氧化 性，一定条件下能与单质碳反应。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是_A_、__B_、__C__(填字母)。
A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥
B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维
人教版高中化学必修一第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角—硅教学设计
第四章非金属及其化合物第一节无机^金属材料的主角一5圭教学设计教学目标知识与技能1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质3、认识物之间既有相似性，又有各自的特性过程与方法通过碳和硅、二氧化碳和二氧化硅性质的对比，培养学生对知识的迁移和类比能力。
情感态度与价值观通过对材料的介绍，使学生感受到化学科学的魅力及化学对人类生产、生活的贡献。
学情分析通过金属性质的系统学习，学生已经具备分析非金属元素性质的能力，而且从内容安排来看, 三部分知识都强调先让学生根搦身边的例子和书本大量的彩图感性认识身边相关的性质，作出猜测，然后通过实验或例子得岀性质，有利于吸引学生的兴趣和接受新的知识。
重点难点重点:二氧化硅和硅酸的质。
难点:二氧化硅的特性。
教学过程教学活动【导入】展示水晶、玛瑙等饰品，分析成分?共有的元素一一硅。
引岀新课。
【讲授】SiO2的f振［讲］硅在地壳中含量丰富，仅次于氧，排在第二位，约占26. 3%0［阅读教材］找出硅在自然界中的存在形态？［学生回答］硅是一种亲氧元素，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，主要存在于地壳的各种矿物和岩石里，没有游离态的硅。
［过］下而我们首先来研究一下二氧化硅的性质和用途。
［阅读教材］完成大屏幕的填空［板书］一、二氧化硅1、存在［学生总结1S102是硅的重要化合物。
地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%, 存在形态有结晶形和无進形两大类，通称硅石。
［大屏幕展示］水晶、玛瑙、石英堆竭、一段光缆等图片，结合图片学生总结Si02用途。
［大屏幕展示］①、制光导纤维②、石英玻璃制化学仪器③、石英表、石英钟④、水晶制光学仪器和工艺品⑤、玛瑙制精密轴承和装饰品［过渡］SiO2的用途非常广泛,大家对它的结构感兴趣吗？［阅读教材］完成大屏幕的填空［学生总结］［SiO2］四面体:每1个Si原子周用结合4个0原子,Si在中心,0在四个顶角. 同时每1个0原子周围结合2个Si原子相结合。
2017-2018学年化学1第4章第1节无机非金属材料的主角——硅(第1课时)教案
第一节无机非金属材料的主角—-硅
(第1课时)
教学目标
知识与技能
1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途
2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质
3、认识硅酸的制备原理，使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能。
过程与方法
1、学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性，拥有对新旧知识进行归纳比较能力。
2、通过硅酸的制备，具有实验设计的思维方式。
情感态度价值观
1、学生学会学习元素化合物的正确方法:结构决定性质、性质决定用途.
2、学生了解硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习
教学重点、难点
重点：二氧化硅和硅酸的主要性质
难点：二氧化硅的化学性质
教学过程
板书设计
第一节无机非金属的主角－硅1、二氧化硅（SiO2）
（1)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水
（2）化学性质：
①酸性氧化物共性：SiO2＋2NaOH = Na2SiO3＋H2O
SiO2＋CaO = =CaSiO3
②特性：与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4 ↑+2H2O
2、硅酸
（1)主要性质：白色，不溶于水，弱酸性
（2）制备：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl。
2017届高三化学总复习第4章第1节无机非金属材料的主角——硅课件
__2F__e__＋____3__C` __O__↑F__e__2O___，3＋__3C2C＋==高=温== __S__iO____2 __=__=高__=温__==___2_C_O_↑__＋__S_i __
__
第6页，共80页。
碳
硅
与浓硫酸反应的化学方 只与氢氟酸反
与 酸
程式为 C＋2H2SO4(浓)
是一种酸性氧化物。
第13页，共80页。
三、硅酸和硅酸盐
1．硅酸(H2SiO3) (1)物理性质
硅酸____溶于水。 难
(2)化学性质
①弱酸性(比碳酸还弱)
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与NaOH溶液反应的化学方程式： _H_2_S_iO__3_＋__2_N_a_O_H__=_=_=_N_a_2_S_iO__3_＋__2H__2_O__; 向Na2SiO3溶液中通入CO2的化学方程式： Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。
3．CO23－、HCO－ 3 的检验
离子 CO23－
HCO－ 3
原理
CO23－＋Ca2＋ HCO－ 3 ＋H＋
===CaCO3 === CO2↑
↓
＋H2O
第42页，共80页。
离子 方法
CO
向待检验溶液中滴
加一定量的Ca2＋或
Ba2＋的可溶性盐溶
液，有白色沉淀生
成，再加入适量的
酸，白色沉淀溶解
且生成使澄清石灰
第15页，共80页。
②不稳定性
硅酸受热分解的化学方程式为
_H__2_S_iO__3__=_=△_==_=__S_iO__2_＋__H__2O_______。
(3)用途
硅胶可用作干燥剂，也可以用作催化剂 的载体等。
高中化学 第4章 非金属及其化合物 第1节 无机非金属材料的主角——硅
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第二十七页，共四十五页。
5．下列物质：①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧
化钙；⑥浓HNO3。其中在一定条件下能与SiO2反应的有
( C)
A．①②⑥
B．②③⑥
C．①③④⑤
D．全部
解析(jiě xī)：SiO2是酸性氧化物，除氢氟酸外，不与其他任何酸发生反应，故 ②⑥不能与SiO2反应，其他物质在一定条件下均能与SiO2反应，故C项正确。
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五、硅单质的结构及性质 1．形态及结构： 形态 —有_晶__体__(jī_ng_t_ǐ)硅__和无定形硅两大类
具有正四面体构型的空间立体网状结构， 结构 — 与金刚石结构类似
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第十八页，共四十五页。
2．主要性质： (1)物理性质：晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔点(róngdiǎn)__高____、硬度 ___大___，有脆性、导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的____半__导__体__材料。 (2)化学性质：常温下化学性质稳定，除氢氟酸和强碱外，不与其他物质发生 反应。写出下列两个化学方程式：
是还原剂，CO2和SiO2都作氧化剂，C正确；CO2是由分子构成的化合物，SiO2
是由硅原子和氧原子构成的立体网状结构的化合物，不存在单个的分子，两者
结构不同，物理性质相差较大，D错误。
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4．(2019·黑龙江哈尔滨六中高一月考)诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”
3．物理性质：熔点___高___；硬度___大___；___难___溶于水。
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生活的色彩就是学习
K12的学习需要努力专业专心坚持
第四章 非金属及其化合物 第1节 无机非金属材料的主角——硅
1．(2016·改编题)硅酸钠的水溶液俗称水玻璃。下列关于水玻璃的说法中，正确的是
导学号 81744699( B )
A．水玻璃是一种纯净物
B．水玻璃可作木材防火剂
C．水玻璃与盐酸反应所得的胶状物是二氧化硅
D．滴有酚酞的水玻璃呈红色，说明硅酸钠是一种碱
解析：水玻璃是Na2SiO3的水溶液，是一种混合物；由于Na2SiO3的热稳定性极好，又不
能燃烧，所以常用作木材防火剂；Na2SiO3溶液中滴入盐酸发生反应：Na2SiO3＋
2HCl===H2SiO3(胶体)＋2NaCl，产生的胶状物是H2SiO3而不是SiO2；Na2SiO3属于盐而不属于
碱。
2．(2016·聊城高一检测)下列应用利用了硅化学性质的是导学号 81744700( C )
A．用硅制造集成电路、晶体管等半导体器件
B．制造石英钟的原料
C．在野外，用硅、熟石灰、烧碱的混合物制取氢气：Si＋Ca(OH)2＋2NaOH===Na2SiO3＋
CaO＋2H2↑
D．硅在炼钢炉中作氧化剂：2FeO＋Si=====高温2Fe＋SiO2
解析：A项是利用硅的导电性介于导体与绝缘体之间，属于硅的物理性质；B项是利用
二氧化硅有“压电效应”的性质，即石英薄片在电场作用下，能做间歇性的伸张和收缩；C、
D两项都是利用了硅的化学性质，但D项的反应中硅作还原剂。
3．下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是导学号 81744701( C )
A．NaOH溶液 B．Na2SiO3溶液
C．盐酸 D．氢氟酸
4．(2016·合肥高一检测)下列反应不能一步完成的是导学号 81744702( B )
A．SiO2→Na2SiO3 B．SiO2→H2SiO3
C．Na2SiO3→H2SiO3 D．H2SiO3→SiO2
5．下列关于硅酸盐的说法正确的是导学号 81744703( D )
A．硅酸盐中的阴离子都是SiO2－3
B．硅酸盐都难溶于水
C．通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的
D．Na2SiO3的水溶液可用作黏合剂
生活的色彩就是学习
K12的学习需要努力专业专心坚持
6．(2016·长沙高一检测)硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳
质量的90%以上。导学号 81744704
(1)下列物质不属于硅酸盐的是__D__。
A．陶瓷 B．玻璃
C．水泥 D．生石灰
(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为__SiO2＋
2NaOH===Na2SiO3＋H2O__，工艺师常用__氢氟酸__(填物质名称)来雕刻玻璃。
(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作__防火剂__。Na2SiO
3
可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时可选用的是__D__。
A．蒸发皿 B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
(4)工业上常利用反应2C＋SiO2=====高温Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价
升高的物质是__C__(填化学式、下同)，氧化剂是__SiO2__。
解析：(1)生石灰是CaO，为碱性氧化物且不含硅元素，不属于硅酸盐。(2)SiO2与NaOH
溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺
师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用
作防火剂。蒸发皿不能用来加热固体；SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含
SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O2等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上
材质的坩埚熔融纯碱。(4)题给反应中C(碳)被氧化，SiO2中＋4价的硅被还原，因此SiO
2
作氧化剂。