必修1第四章第一节硅 无机非金属材料第1课时

第四章第一节硅无机非金属材料
编制人：邵秀贞审核人: 高一化学组日期2014.12
【学习目标】
1.说出硅在自然界的存在、含量、重要用途以及硅单质的物理性质。

2.说出二氧化硅的结构、物理性质、化学性质和用途、硅酸的性质和制备。

3.激情投入，享受学习的快乐。

【重点、难点】：硅、二氧化硅的化学性质
【使用说明、方法指导】
1.请同学们认真阅读课本P107-110内容，用红色笔勾画出疑难点。

2．通过预习完成学案的探究、填空和选择题。

3.课堂上小组讨论本课时合作探究题。

4.学习元素化合物知识的正确方法：结构决定性质、性质决定用途
预学案（自主预习）
【旧知回顾】
1、CO2能发生哪些反应? 酸性氧化物的通性？
【预习导学】
1、硅是地壳中含量第的元素。

硅的氧化物及其硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。

2、碳和硅的原子结构示意图：
3、半导体材料特指导电能力介于和之间的一类材料。

最早使用的半导体材料是，现在应用最广泛的半导体材料是。

4、硅最重要的化合物是__________。

在自然界存在较纯净的二氧化硅晶体又称为，具有不同的和。

其中无色透明的就是常说的，具有彩色环带状或层状（含有少量有色杂质）的称为。

沙子中含有。

【预习自测】
1．①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( )
A．①②⑥B．全部C．①③④⑤D．②③⑥
【预习总结】我还存在的疑问有：
导学案（自主、合作、点拨）
【学习任务一】预习检测
抽签作答课前预习案内容。

【学习任务二】硅（阅读课本P107-108）
一、硅在自然界中的存在及原子结构
1、硅在地壳中的含量居第_____位，仅次于______。

在自然界中都以______态存在，主要以______和_________的形式存在，是构成矿物和岩石的基本元素。

2、碳和硅在自然界中的存在形式
原子结构示意图原子结构的特点自然界中的存在形态碳
硅
【小结】（1）两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形成共价（四价）化合物。

（2）硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的。

二、硅的性质：
1、物理性质：单质硅有和两种，晶体硅是色、有光泽、硬而脆的固体，熔沸点高，硬度。

单质硅的导电性。

硅是良好的材料
2、化学性质：（硅最外层个电子，故化学稳定性很．）
【质疑】为何可用氢氟酸或氢氧化钠溶液来修复晶体硅的机械损伤？
（1）与强碱NaOH反应
（2）与氢氟酸反应
（3）加热和高温下，与一些非金属反应：Si+O2Si+Ｆ2
3、硅的制备：（1）将石英砂（SiO2）和焦碳在电炉中高温反应生成粗硅和一氧化碳，化学方程式
为：
（2）粗硅转变为纯硅：Si(粗)+2Cl2
（3）SiCl4+2H2
4、硅的用途：
【学习任务三】二氧化硅与光导纤维（阅读课本P108-110）
1、二氧化硅的存在:地球上存在的天然二氧化硅，其存在形态有和两大类，统称。

2、二氧化硅的结构：（代表硅原子；代表氧原子）
(1)SiO2晶体的基本结构单元呈形，每个Si原子周围结合
个O，每个O原子跟个Si相结合，Si与O原子按的比例组
成 的晶体。

(2)石英晶体是结晶的 ，石英中无色透明的晶体叫 ，具有彩色环带状或层状的称为 ，沙子中含有小粒的 晶体。

3、SiO 2物理性质：SiO 2熔点_______、硬度________、________导电、_______溶于水。

4、SiO 2化学性质：
(1)不活泼性：常温下，与水不反应，氢氟酸是唯一可以与之反应的酸，化学方程式： 。

玻璃中含SiO 2，所以可以用 来雕刻玻璃，氢氟酸必须用 瓶盛装。

【思考】：从物质分类的角度来看，二氧化硅属于哪类物质，预测它能与哪些物质反应？
(2)具有 性氧化物的通性：对比CO 2的性质填写SiO 2的一些重要性质
【思考】：为什么在实验室中盛放NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？（Na 2SiO 3 有粘性） 。

(3)弱氧化性：2C+SiO 2
Si + 2CO ↑
【小结】：SiO 2是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。

SiO 2不能与水反应生成相应酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。

特性是可与氢氟酸反应生成四氟化硅和水。

5、用途：(1)以SiO 2为主要成分的沙子仍然是基本的 材料。

(2) 是现代光学和光纤制品的基本原料（可制作实验室使用的石英坩埚、信息高速公路的骨架——石英光导纤维等）。

(3) 和 制作饰物和工艺品。

【学习任务四】硅酸
1、化学式 （类似碳酸的化学式 ）； （1）酸性比碳酸_______（强或弱），是一种 酸。

（2）不稳定（比H 2CO 3稳定）受热易分解为二氧化硅和水。

（3）制备：① （填“能”或“不能”）用SiO 2直接和水反应制备硅酸，原因 ②应用可溶性硅酸盐与酸反应制取。

【实验】向Na 2SiO 3 溶液中滴入酚酞溶液，发现溶液颜色变红，说明Na 2SiO 3 溶液呈碱性，
Na 2SiO 3类似的还有Na 2CO 3；再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，发现溶液颜色变浅，至溶液红色接近消失时停止加盐酸。

静置片刻，发现得到白色胶状沉淀。

说明Na 2SiO 3 溶液能够与稀盐酸反应生成 ，化学方程式 ，该反应属于 反应。

碳酸钙和盐酸反应的化学方程式 比较酸性：
HCl H 2CO 3 (规律： ) 类推比较酸性：HCl H 2SiO 3
向硅酸钠溶液中通入CO 2，也会得到硅酸，化学方程式 比较酸性：H 2CO 3 H 2SiO 3
将上述三种酸按照酸性由强到弱的顺序排列 【思维拓展】：由SiO 2 怎样制取H 2SiO 3？ 【知识梳理】（学生达成、师生完善，形成知识网络或思维导图）
固学案（自主）
1、 ①盐酸、②浓硫酸、③氧气、④氢氟酸、⑤氢氧化钾溶液中，能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是（ ）
A ．①②
B ．④⑤
C ．②④
D ．③④
2、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是（ ）
A ．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应
B ．单质在加热时都能与氧气反应
C ．氧化物都能溶于水生成相应的酸
D ．碳元素有能导电的单质 3、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是 ( )
A.烧碱溶液
B.浓硫酸
C.氢氟酸
D.碳酸纳溶液 4、下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（ ）
A.CO 2→H 2CO 3
B.SiO 2→Na 2SiO 3
C.Na 2O 2→Na 2CO 3
D.SiO 2→H 2SiO 3 5、下表中括号内的物质是杂质，试将除杂试剂和分离方法填入表中：
混合物 SiO 2（CaCO 3）
SiO 2 (Fe 2O 3)
SiO 2 (NaCl) SiO 2 (Si) Si (Al)
NaHCO 3 (Na 2SiO 3)
除杂试剂 分离方法
6、检验石灰中含有碳酸钙和二氧化硅的方法是：取少许试样，加入过量的 ，有 产生，说明石灰中含有 。

充分振荡后过滤，有滤渣存在说明含有 。

【复习整合】整理、完善笔记本:复习课堂内容,形成知识网络,归纳提升能力. 【作业布置】
CO 2 SiO 2 与碱性氧化物（CaO ）反应 与NaOH 溶液反应
与H 2O 作用 不反应
与酸反应 不反应
与碳反应
C+CO 2
2CO
2C+SiO 2
Si+2CO
A 是一种天然透明晶体，
B 是一种常见的无色无味的气体，可使澄清石灰水变浑浊。

A 虽不
能溶于强酸，但却能溶于氢氟酸，并生成气体C ，A 和烧碱溶液反应生成D 的水溶液，当气体B 通入D 的水溶液中，能生成白色胶状沉淀E ，E 加热后重新生成A 。

（1）写出化学式A 、B 、C 、D 、E 。

（2）写出有关反应的化学方程式。

A →C
A → D D →E。