化學(xué)必修ⅰ魯科版：4.1 硅無機(jī)非金屬材料導(dǎo)學(xué)案

1、第1節(jié)硅無機(jī)非金屬材料課堂合作探究問題導(dǎo)學(xué)一、H2SiO3的制備活動與探究1實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論及化學(xué)方程式硅酸鈉溶液顯_性溶液的紅色逐漸_直至_，有_生成酸性：鹽酸_硅酸有_生成酸性：碳酸_硅酸思考與交流1將CO2通入CaCl2溶液中，是否有白色沉淀生成？2能否用SiO2和水反應(yīng)來制取H2SiO3?1硅酸的性質(zhì)(1)弱酸性(比H2CO3的酸性弱)H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O(2)熱不穩(wěn)定性H2SiO3受熱易分解：H2SiO3SiO2H2O。2硅酸的制備可溶性的硅酸鹽與較強(qiáng)的酸反應(yīng)可制得硅酸，如：Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl。二、SiO2和CO2的性質(zhì)比較活

2、動與探究2(1)SiO2和CO2都是酸性氧化物，它們的物理性質(zhì)相似嗎？(2)在一定條件下，下列物質(zhì)能和SiO2反應(yīng)的是_，能和CO2反應(yīng)的是_。焦炭純堿碳酸鈣氫氟酸硝酸氫氧化鉀氧化鈣氟氣水遷移與應(yīng)用下列關(guān)于SiO2和CO2的說法中正確的是()ACO2、SiO2都能與堿及堿性氧化物反應(yīng)BCO2和SiO2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸CCO2是酸性氧化物，SiO2是兩性氧化物DCO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的二氧化碳與二氧化硅的比較CO2SiO2存在空氣巖石、石英、水晶、硅藻土化學(xué)式意義表示其分子組成晶體內(nèi)沒有SiO2分子，僅表示硅原子和氧原子以12結(jié)合不同點物理性質(zhì)熔沸點低，常溫時是氣體，可溶于

3、水熔沸點高、硬度大的固體，不溶于水與水反應(yīng)CO2H2O=H2CO3與水不反應(yīng)與酸反應(yīng)不反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)SiO24HF=SiF42H2O相同點與堿性氧化物反應(yīng)CO2CaO=CaCO3CaOSiO2CaSiO3與堿反應(yīng)CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3SiO22NaOH=Na2SiO3H2O與C反應(yīng)CO2C2COSiO22CSi2CO與鹽反應(yīng)Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2三、硅酸鹽的表示方法活動與探究3地震是由于地下深處巖石破裂、錯動把長期積累起來的能量急劇釋放出來，以地震波的形式向四面八方傳播出去，傳到

4、地面會引起房搖地動，再引起一系列的變化從而造成破壞性的自然災(zāi)害。地球的表層大多是巖石，而大多數(shù)巖石的主要成分都是硅酸鹽，下面用鹽或氧化物的形式表示巖石的組成，其中不正確的是()A鈣沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示為CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB鎂橄欖石Mg2SiO4可表示為2MgO·SiO2C北京奧運(yùn)會獎牌所用玉的主要成分透閃石Ca2Mg5Si8O22(OH)2表示為2CaSiO3·5MgSiO3·H2OD高嶺石Al2Si2O5(OH)4可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O思考

5、與交流物質(zhì)的組成可用不同形式表示：(1)將下列硅酸鹽改寫成氧化物的形式(改寫時注意金屬氧化物在前，非金屬氧化物在后，低價在前，高價在后，H2O一般寫在最后)。鎂橄欖石(Mg2SiO4)_；高嶺石Al2Si2O5(OH)4_。(2)許多含氧酸及其鹽類均可以類似地改寫成氧化物形式，請繼續(xù)改寫下列物質(zhì)：HNO3_；HCOOH_。通過以上改寫可知，HNO3的酸酐為_，HCOOH與濃硫酸反應(yīng)可制_氣體。(3)已知在一定條件下，鐵在氯氣中燃燒可以生成Fe3Cl8，它可以看做是_(化學(xué)式)。生成該物質(zhì)的條件可能是_。1硅酸鹽的組成及表示方法硅酸鹽由于組成比較復(fù)雜，通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成，

6、改寫時的規(guī)律為：(1)氧化物的排列順序：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水。(2)氧化物之間以“·”隔開。(3)氧化物前的化學(xué)計量數(shù)配置原則：各元素原子總個數(shù)比符合原來的組成。(4)化學(xué)計量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)，例如：鈉長石NaAlSi3O8不能寫成Na2O·Al2O3·3SiO2，應(yīng)寫成Na2O·Al2O3·6SiO2。2材料分類材料3傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料與新型無機(jī)非金屬材料的對比傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料新型無機(jī)非金屬材料所屬范疇硅酸鹽材料具有特殊結(jié)構(gòu)、功能的新材料常見產(chǎn)品水泥、玻璃、傳統(tǒng)陶瓷半導(dǎo)體材料、氮化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、光導(dǎo)纖維主要

7、性能抗腐蝕、耐高溫質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊耐高溫、高強(qiáng)度有光學(xué)特性有電學(xué)特性有生物功能當(dāng)堂檢測1將足量的CO2通入下列溶液中，能產(chǎn)生沉淀的是()A硅酸鈉溶液 B石灰水C氯化鋇溶液 D氯化鈣溶液2現(xiàn)有下列五個轉(zhuǎn)化，其中不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)的是()SiO2Na2SiO3CuSO4CuCl2SiO2H2SiO3CuOCu(OH)2Na2O2Na2SO4A BC D3生石灰中常含有雜質(zhì)CaCO3和SiO2，檢驗它是否存在著兩種雜質(zhì)的最好試劑是()A水 B鹽酸C硫酸 D燒堿溶液4中國北京曙光公司研制出了第一款具有我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能CPU芯片“龍芯”1號。請回答以下問題：(1)“龍芯”(芯片)的主要化

8、學(xué)成分是_。(2)計算機(jī)長距離聯(lián)網(wǎng)使用的光纖電纜，其使用的材料是_，主要化學(xué)成分為_。(3)如果這種埋在地下的材料裸露在堿性土壤中，結(jié)果會斷路，用離子方程式說明原因_。5試試看，你能用化學(xué)方程式解釋下列現(xiàn)象嗎？(1)氫氟酸可用于雕刻玻璃：_。(2)氫氧化鈉等堿性溶液不能存放在磨口玻璃塞的試劑瓶中：_。 (3)硅酸鈉溶液暴露在空氣中易變質(zhì)：_。答案：課堂·合作探究【問題導(dǎo)學(xué)】活動與探究1：溶液顯紅色堿變淺消失白色膠狀沉淀白色膠狀沉淀思考與交流：1答案：因為鹽酸的酸性比碳酸強(qiáng)，所以將CO2通入CaCl2溶液中，不會有CaCO3白色沉淀生成。2答案：SiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)，所以不能

9、用SiO2和水反應(yīng)來制取H2SiO3，制取H2SiO3的方法如下：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3或Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3?；顒优c探究2：(1)答案：SiO2和CO2的結(jié)構(gòu)不同，SiO2是由Si原子和O原子直接構(gòu)成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，硬度大，熔沸點高；而CO2是由CO2分子構(gòu)成的分子晶體，常溫下為氣體，所以二者的物理性質(zhì)差別較大。(2)答案：遷移與應(yīng)用：A解析：CO2、SiO2都是酸性氧化物，都能與堿及堿性氧化物反應(yīng)，故A正確，C不正確； SiO2不溶于水，也不能和水反應(yīng)生成硅酸，B不正確；CO2是由分子構(gòu)成的，SiO2是由Si、O原子直接構(gòu)成

10、的，故D不正確。活動與探究3：C解析：2CaSiO3·5MgSiO3·H2O中Ca與Si的原子個數(shù)比為27，而Ca2Mg5Si8O22(OH)2中Ca與Si原子個數(shù)比為28，故選C。思考與交流：答案：(1)2MgO·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O(2)N2O5·H2OCO·H2ON2O5CO(3)FeCl2·2FeCl3氯氣的量不足(或鐵過量)【當(dāng)堂檢測】1A解析：因為H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性強(qiáng)，所以將CO2通入Na2SiO3溶液中會生成H2SiO3沉淀。2B解析：因為SiO2、CuO均不能溶于水，所以它們的水化物H2SiO3、Cu(OH)2均不能直接制得。其中可由SiO2與NaOH溶液反應(yīng)實現(xiàn)，可由CuSO4與BaCl2溶液反應(yīng)實現(xiàn)，Na2O2與稀硫酸反應(yīng)即可。3B解析：生石灰能溶于鹽酸(2HClCaO=CaCl2H2O)，CaCO3溶于鹽酸時產(chǎn)生氣體，SiO2不溶于鹽酸。將生石灰放入鹽酸，若觀察到既有不溶物，還有氣體產(chǎn)生，則生石灰中同時含