高一化學(xué)必修一二氧化硅和硅酸

1、第一課時(shí)第一課時(shí)二氧化硅和硅酸二氧化硅和硅酸一、自然界中的硅元素一、自然界中的硅元素硅在地殼中的含量僅次于硅在地殼中的含量僅次于 ，硅是一種親氧元素硅是一種親氧元素，硅的硅的 和和 約占地殼質(zhì)量的約占地殼質(zhì)量的90%以上；硅原以上；硅原子最外層有子最外層有 個(gè)電子，個(gè)電子，既不易失去電子，也不易得到既不易失去電子，也不易得到電子，主要形成四價(jià)化合物電子，主要形成四價(jià)化合物主要形成主要形成 價(jià)的化合價(jià)的化合物物氧化物氧化物硅酸鹽硅酸鹽44氧氧天然天然結(jié)晶結(jié)晶水晶水晶瑪瑙瑪瑙小粒小粒二、二氧化硅二、二氧化硅1存在形式存在形式 SiO2的存在形態(tài)有的存在形態(tài)有_形和形和_形形兩大類，水晶、瑪瑙的主要

2、成分是兩大類，水晶、瑪瑙的主要成分是_的二氧化的二氧化硅硅 結(jié)晶結(jié)晶結(jié)晶結(jié)晶無定無定水晶水晶瑪瑙瑪瑙結(jié)晶結(jié)晶無定無定結(jié)晶結(jié)晶1 2立體網(wǎng)狀立體網(wǎng)狀42高高大大不不 正四面體正四面體 空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 硅氧比例：硅氧比例：1：2 沒有沒有SiO2 分子存在分子存在 只存在硅氧只存在硅氧原子原子 3 物理性質(zhì)物理性質(zhì)二氧化硅是二氧化硅是 的體，的體， 于水于水2）SiO2的四面體結(jié)構(gòu) 堅(jiān)硬難熔堅(jiān)硬難熔不溶不溶 石石 英英 制制 品品4化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) ：很穩(wěn)定很穩(wěn)定(1)與氫氟酸與氫氟酸(HF)反應(yīng)反應(yīng)HF是唯一可以與之發(fā)生反應(yīng)的酸：是唯一可以與之發(fā)生反應(yīng)的酸： (可以用來雕刻玻璃可以用來

3、雕刻玻璃)(2)SiO2作為作為酸性氧化物酸性氧化物可以和可以和 、 反應(yīng)，但反應(yīng)，但與水與水 和堿反應(yīng)：和堿反應(yīng)： .和堿性氧化物反應(yīng)：和堿性氧化物反應(yīng)： .SiO24HF=SiF42H2O強(qiáng)堿強(qiáng)堿堿性氧化物堿性氧化物不反應(yīng)不反應(yīng)SiO22NaOH=Na2SiO3H2OSiO2CaO CaSiO3（3）弱氧化性：弱氧化性：SiOSiO2 2 + 2C = Si + 2C = Si + 2CO + 2CO高溫高溫（4）與鹽反應(yīng)： NaNa2 2COCO3 3 + SiO+ SiO2 2 = Na= Na2 2SiOSiO3 3 + CO+ CO2 2 CaCO CaCO3 3 + SiO+ S

4、iO2 2 = CaSiO= CaSiO3 3 + CO + CO2 2 高溫高溫 高溫高溫1、保存氫氧化鈉溶液的試劑瓶能使用玻璃塞嗎？為什么？、保存氫氧化鈉溶液的試劑瓶能使用玻璃塞嗎？為什么？提示：盛放提示：盛放NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，因溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，因?yàn)椴Ａе泻械臑椴Ａе泻械腟iO2，可與，可與NaOH溶液反應(yīng)生成具溶液反應(yīng)生成具有黏性的有黏性的Na2SiO3，使瓶塞不易打開，使瓶塞不易打開探討交流探討交流2、實(shí)驗(yàn)室如何保存氫氟酸？提示：氫氟酸可腐蝕玻璃，故應(yīng)保存在鉛制的提示：氫氟酸可腐蝕玻璃，故應(yīng)保存在鉛制的容器或塑料容器中容器或塑料容器中5二氧化硅的用途二氧化

5、硅的用途(1)以以SiO2為主要成分的沙子是基本的建筑材料；為主要成分的沙子是基本的建筑材料；(2)制造電子部件和光學(xué)儀器；制造電子部件和光學(xué)儀器；(3)是信息公路的骨架是信息公路的骨架 的主要成分；的主要成分；(4)用用石英石英、瑪瑙瑪瑙制作的工藝制品制作的工藝制品（5）實(shí)驗(yàn)室中使用石英坩堝。）實(shí)驗(yàn)室中使用石英坩堝。 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維2 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(1)弱酸性：弱酸性：向向Na2SiO3溶液中通入溶液中通入CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 .結(jié)論：結(jié)論：H2SiO3酸性比酸性比H2CO3酸性酸性 Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3+Na2CO3弱弱三、三、硅酸硅酸1

6、物理性質(zhì)物理性質(zhì)_于水的白色膠狀物質(zhì)于水的白色膠狀物質(zhì)。難溶難溶(2)不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性H2SiO3受熱易分解，反應(yīng)方程式為受熱易分解，反應(yīng)方程式為 .注：硅酸只能與強(qiáng)堿反應(yīng)，不能使酸堿指示劑變色注：硅酸只能與強(qiáng)堿反應(yīng)，不能使酸堿指示劑變色反應(yīng)方程式反應(yīng)方程式H H2 2SiOSiO3 3 + 2NaOH = Na+ 2NaOH = Na2 2SiOSiO3 3 + 2H+ 2H2 2O O2硅酸的制備硅酸的制備二氧化硅難溶于水，故不能與水化合制硅酸二氧化硅難溶于水，故不能與水化合制硅酸通常用通常用可溶的硅酸鹽與酸可溶的硅酸鹽與酸反應(yīng)制得硅酸反應(yīng)制得硅酸紅色紅色無色無色白色膠狀沉淀白色膠狀沉淀堿

7、性堿性Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO33硅酸的存在及用途硅酸的存在及用途(1)濃度小時(shí)：形成濃度小時(shí)：形成 (2)濃度大時(shí)：形成濃度大時(shí)：形成 (3)硅膠硅膠硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水得到的硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水得到的 ，稱為，稱為“ ”，硅膠多孔，具有強(qiáng)的硅膠多孔，具有強(qiáng)的 ，常用作，常用作 或或 .硅酸溶膠硅酸溶膠硅酸凝膠硅酸凝膠硅酸干凝膠硅酸干凝膠硅膠硅膠吸水性吸水性干燥劑干燥劑催化劑的載體催化劑的載體1自然界中的硅既有化合態(tài)，又有游離態(tài)自然界中的硅既有化合態(tài)，又有游離態(tài) ()提示：提示：錯(cuò)誤，因硅有親氧性，在自然界中只有化合態(tài)，而無游離態(tài)錯(cuò)誤，因硅有親氧性，在自然界中只有化合態(tài)，而無

8、游離態(tài)2沙子、水晶、瑪瑙的主要成分都是沙子、水晶、瑪瑙的主要成分都是SiO2. ()提示：提示：正確，它們都是結(jié)晶形二氧化硅正確，它們都是結(jié)晶形二氧化硅3盛裝純堿溶液的試劑瓶可用玻璃塞盛裝純堿溶液的試劑瓶可用玻璃塞 ()提示：提示：錯(cuò)誤，因純堿溶液呈堿性，故不能用玻璃塞錯(cuò)誤，因純堿溶液呈堿性，故不能用玻璃塞4硅酸鈉溶液可使酚酞溶液變紅硅酸鈉溶液可使酚酞溶液變紅 () 提示：提示：正確正確5反應(yīng)：反應(yīng)：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3說明說明硅酸酸性弱于碳酸硅酸酸性弱于碳酸 () 提示：提示：正確正確自查診斷：正誤判斷一、二氧化碳與二氧化硅的比較一、二氧化碳與二氧化硅的比較名

9、稱名稱二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅主要存在環(huán)主要存在環(huán)境境空氣空氣巖石中，石英、沙子巖石中，石英、沙子和硅藻土都含有和硅藻土都含有SiO2物理性質(zhì)物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)低，常熔、沸點(diǎn)低，常溫下是氣體，微溫下是氣體，微溶于水溶于水硬度大，熔點(diǎn)高的固硬度大，熔點(diǎn)高的固體，不溶于水體，不溶于水點(diǎn)撥重點(diǎn)點(diǎn)撥重點(diǎn) 攻克難點(diǎn)攻克難點(diǎn)名稱名稱二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅化學(xué)化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)與水反應(yīng)與水反應(yīng)CO2H2O H2CO3不反應(yīng)不反應(yīng)與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)SiO24HF= SiF42H2O與與NaOH反應(yīng)反應(yīng)CO22NaOH= Na2CO3H2OSiO22NaOH= Na2SiO3H2O與與CaO

10、反應(yīng)反應(yīng)CO2CaO= CaCO3SiO2CaO CaSiO3與與C反應(yīng)反應(yīng)CO2C 2CO SiO22C Si2CO用途用途人工降雨人工降雨光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器 二氧化碳與二氧化硅性質(zhì)的不同主要是由其結(jié)構(gòu)的二氧化碳與二氧化硅性質(zhì)的不同主要是由其結(jié)構(gòu)的不同決定的，不同決定的，“CO2”可稱為可稱為1個(gè)二氧化碳分子，而個(gè)二氧化碳分子，而“SiO2”卻不能表示卻不能表示1個(gè)二氧化硅分子，只能表示該晶體個(gè)二氧化硅分子，只能表示該晶體中硅、氧原子的個(gè)數(shù)比為中硅、氧原子的個(gè)數(shù)比為1 2.特別提醒特別提醒二、硅酸的制備與弱酸性二、硅酸的制備與弱酸性SiO2難溶于水，不能與水發(fā)生反應(yīng)，在制備

11、硅酸時(shí)應(yīng)用可難溶于水，不能與水發(fā)生反應(yīng)，在制備硅酸時(shí)應(yīng)用可溶性硅酸鹽與較強(qiáng)酸反應(yīng)，溶性硅酸鹽與較強(qiáng)酸反應(yīng)，Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3或或Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3.如何用實(shí)驗(yàn)同時(shí)能證明酸性：鹽酸碳酸硅酸？同時(shí)能證明酸性：鹽酸碳酸硅酸？例例1下列關(guān)于二氧化硅的說法中正確的是下列關(guān)于二氧化硅的說法中正確的是 ()A二氧化硅分子由一個(gè)硅原子和兩個(gè)氧原子構(gòu)成二氧化硅分子由一個(gè)硅原子和兩個(gè)氧原子構(gòu)成B在二氧化硅晶體中，每個(gè)硅原子周圍結(jié)合在二氧化硅晶體中，每個(gè)硅原子周圍結(jié)合4個(gè)氧原子個(gè)氧原子C二氧化硅可用來制作干燥劑，因二氧化硅可與水反應(yīng)二氧化硅可用來制作干燥

12、劑，因二氧化硅可與水反應(yīng)D二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸授之以漁，舉一反三授之以漁，舉一反三考查點(diǎn)一二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)考查點(diǎn)一二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)B二氧化硅是酸酐二氧化硅是酸酐(即酸性氧化物即酸性氧化物)的原因是的原因是()A它溶于水得相應(yīng)的酸它溶于水得相應(yīng)的酸B它對(duì)應(yīng)的水化物是可溶性強(qiáng)酸它對(duì)應(yīng)的水化物是可溶性強(qiáng)酸C它與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)只生成鹽和水它與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)只生成鹽和水D它是非金屬氧化物它是非金屬氧化物C例例2 能證明碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)的事實(shí)是能證明碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)的事實(shí)是 ()ACO2溶于水生成碳酸，溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能跟水直

13、接反不溶于水也不能跟水直接反應(yīng)生成硅酸應(yīng)生成硅酸B在高溫條件下，在高溫條件下，SiO2和和Na2CO3能發(fā)生反應(yīng)：能發(fā)生反應(yīng)：SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2CSiO2熔點(diǎn)比熔點(diǎn)比CO2高高DCO2通入通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色膠狀沉淀，所生成稀溶液中，生成白色膠狀沉淀，所生成的的H2SiO3逐漸聚合而形成硅酸溶膠逐漸聚合而形成硅酸溶膠考查點(diǎn)二硅酸的制備及其弱酸性考查點(diǎn)二硅酸的制備及其弱酸性D1、下列關(guān)于硅酸的敘述，錯(cuò)誤的是、下列關(guān)于硅酸的敘述，錯(cuò)誤的是 ()A硅酸是一種很弱的酸硅酸是一種很弱的酸B硅酸可由二氧化硅與水反應(yīng)制得硅酸可由二氧化硅與水反應(yīng)制得C硅酸不穩(wěn)定，加熱脫水會(huì)生成二氧化硅硅酸不穩(wěn)定，加熱脫水會(huì)生成二氧化硅D硅酸可以由可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)制得硅酸可以由可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)制得B2、將過量的、將過量的CO2分別通入分別通入CaCl2溶液；溶液；Na2SiO3溶液；溶液；NaAlO2溶液；溶液；飽和飽和Na2CO3溶液；溶液；Ca(OH)2.最終溶液中有白最終溶液中有白色沉淀析出的是色沉淀析出的是() A B C DB3、A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖所示相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖所示A為地殼