高一化学 硅和硅酸盐
- 格式:doc
- 大小:52.00 KB
- 文档页数:4
第七章硅和硅酸盐工业第一节碳族元素[教学目标]1、知识目标:使学生了解碳族元素的性质及递变规律和二氧化硫的化学性质。
2、能力目标:培养学生思考、判断能力。
3、情感目标:以话促思,以导达思。
[重点难点]碳族元素在周期表中的位置,原子结构特点及其性质上的相似、递变,硅及其化合物的特性。
[预习思考题]1、第ⅣA包括哪些元素?它们是金属还是非金属?常见价态有哪些?2、硅有地球骨骼之称,你知道硅有哪些性质?3、下列说法正确的是()A、二氧化硅溶于水显酸性B、二氧化硅通入水玻璃可以得硅酸C、因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强D、二氧化硅既能与烧碱反应有能与氢氟酸反应,所以二氧化硅是两性氧化物[教学过程]复习碳的性质新授课:一、比较碳族元素的共性及递变性1、名称和位置:2、结构:最外层4个电子,电子层数不同,原子半径不同。
3、性质:主要化合价:+2、+4 (其中只有Pb+2价稳定)最高价氧化物:XO2(其中GeO2为两性氧化物)氢化物: XH4物理性质及递变:4、C60简介5、同素异形体:金刚石、石墨、C60等。
二、硅(晶体硅)1、存在:只有化合态,在自然界中含量位于第二位。
2、结构:晶体硅为正四面体网状结构(出示模型或动画演示)3、性质:硬度大,熔沸点高,难溶于水常温下只与碱溶液、HF、F2反应:Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑Si+4HF====SiF4↑+2H2↑Si+2F2====SiF4↑高温或加热可与多种物质反应:Si+O2SiO2Si+2Cl2SiCl4Si+2Mg Mg2Si4、制备及提纯:SiO2+2C Si+2CO↑(得到粗硅)Si+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2Si+4HCl↑(高纯硅)三、二氧化硅1、自然界中常见的有:水晶、石英、玛瑙、硅石等。
2、结构(晶体):正四面体,空间网状结构(动画展示),一个硅原子周围有4个氧原子,氧原子周围有2个硅原子。
硅与硅酸盐一、硅(1)、硅在自然界中的含量:硅在地壳中的含量居第二位(含量第一名的为氧元素)。
(2)硅在自然界中的存在形式:自然界中无单质硅,硅元素全数以化合态存在,如二氧化硅、硅酸盐等.硅的氧化物及硅酸盐组成了地壳中大部份的岩石、沙子和土壤,约占地壳总量的90%以上。
(3)单质硅的物理性质:单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
其熔点、沸点很高,硬度专门大(晶体硅的结构类似于金刚石)。
晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料(硅太阳能电池,电脑的中央处置器(CPU))(4)单质硅的化学性质:①在常温下,硅的化学性质不活泼,不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等发生反映,但能与F2、HF和强碱反映。
例如:Si + 2NaOH + H2O =Na2SiO3 + 2H2↑②在加热时,研细的硅能在氧气中燃烧:Si + O2SiO2(5)用途:①硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件,还可制成太阳能电池。
②利用硅的合金,可用来制造变压器铁芯和耐酸设备等。
(6)工业制法.二、二氧化硅(1)二氧化硅在自然界中的存在:天然二氧化硅叫硅石。
石英的要紧成份为二氧化硅晶体,透明的石英晶体叫做水晶,含有有色杂质的石英晶体叫做玛瑙。
二氧化硅是一种硬度专门大、熔点很高的固体。
(2)化学性质:①是酸性氧化物具有酸性氧化物的通性,与碱及碱性氧化物反映SiO2 + 2NaOH(水溶液中或熔融态) =Na2SiO3 + H2OSiO2+CaO CaSiO3注意a.由于SiO2与强碱溶液反映生成了粘性很强的Na2SiO3溶液,因此盛放碱性的试剂瓶不能用玻璃塞,以避免瓶塞和瓶子粘在一路.Na2SiO3俗称“泡花碱”,易溶于水,其水溶液俗名“水玻璃”,是一种矿物胶,可做黏合剂。
b.SiO2不溶于水,也不与水反映.因此,不能通过SiO2与H2O反映的方式来制取其对应的水化物——硅酸(H2SiO3).制取H2SiO3的方式如下:Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3↓或Na2SiO3 + CO2 + H2O =Na2CO3 + H2SiO3↓硅酸(H2SiO3)不溶于水,其酸性比H2CO3还弱。
高一化学 硅和硅酸盐
【教学目标】1、了解硅及其化合物的应用。
2、了解硅的结构、性质、用途、存在及制备方法;了解二氧化硅的存在、性质和用途。
3、了解水泥、玻璃、陶瓷三种常见的硅酸盐工业。
【教学过程】
【重点知识归纳】
【例1】下列物质,不属于硅酸盐的是 ( )
①正长石 ②高岭石 ③钢化玻璃 ④石英玻璃 ⑤水玻璃 ⑥单晶硅
A 、④⑥
B 、③④⑥
C 、①②③
D 、⑤⑥
【例2】将下列硅酸盐改写成氧化物的形式:
(1)镁橄榄石(Mg 2SiO 4
) 。
(2)高岭石[Al 2Si 2O 5(OH)4] 。
【小结1】1、将硅酸盐的组成用氧化物的形式来表示一般原则:书写时,应将金属元素的氧
化物写在前面,若有多种金属元素,按活泼性依次减弱的顺序写出其氧化物,然后写二氧化硅,最后写水,且各氧化物之间要用“·”隔开。
2、硅酸钠的用途:粘合剂、防腐剂、耐火材料
硅酸可通过可溶性硅酸盐与酸反应得到,如:
Na 2SiO 3 + CO 2 + H 2O === H 2SiO 3↓ + Na 2CO 3
Na 2SiO 3+HCl === H 2SiO 3↓+NaCl
【提问】碳酸与硅酸的酸性谁强?硅酸钠能否敞口放置于空气中?
【阅读】3、硅酸盐工业简介:以含硅物质为原料,经加工制得硅酸盐产品的工业称硅酸盐工业。
主要包括陶瓷工业、水泥工业和玻璃工业,其反应包含复杂的物理、化学变化。
(2)玻璃:
结果收集到等体积的气体,此合金中铝、铁、硅的质量比为( )
A 、27:56:28
B 、3:4:1
C 、1:2:1
D 、27:4:1
【例4】下列转化中,不能通过一步反应实现的是( )
A 、SiO 2→Na 2SiO 3
B 、SiO 2→H 2SiO 3
C 、Na 2SiO 3→Si
D 、Si →Na 2SiO 3
【小结2】(阅读)一、硅:以化合态存在于自然界,在地壳中的含量居第二位。
1、物理性质:熔沸点高,硬度大,半导体。
2、化学性质:(1)常温下性质稳定。
(2)Si+2F 2====SiF 4 ; Si+4HF====SiF 4+2H 2↑
△ Si+2NaOH+H 2O=====Na 2SiO 3+2H 2↑ (3)加热时能与某些非金属反应:Si+O 2===SiO 2
3、硅的用途:制集成电路,晶体管,太阳能电池,变压器铁芯,耐酸设备等。
4、硅的工业制法:工业上用碳和二氧化硅在高温下反应制取硅。
SiO 2 +2C===== Si+2CO ↑(粗硅)
Si+2Cl 2======SiCl 4 硅的提纯
SiCl 4+2H 2=====Si+4HCl
物质 二氧化硅(SiO 2)
二氧化碳(CO 2) 物理性质
化
学
性
质 与水反应 与酸反应 与碱反应 与碱性氧 化物反应
与碳反应
存在 存在于岩石中,硅石石英水晶硅藻土都含有SiO 2
空气 用途 光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表、电子部件
饮料、制碱 存在:存在于岩石中, 、 、 、 都含有SiO 2
【课堂练习】
1、下列物质:①氢氟酸;②浓H 2SO 4;③烧碱溶液;④Na 2CO 3固体;⑤氧化钙;⑥ 浓HNO 3,其中在一定条件下能与SiO 2反应的有 ( )
A 、①②⑥
B 、全部
C 、①③④⑤
D 、②③⑥
2、在反应SiO2+3C SiC+2CO↑中,氧化剂与还
原剂的物质的量之为
A、1∶3
B、3∶1
C、2∶1
D、1∶2
3、不能用磨砂塞的试剂瓶贮存的试剂是()
A、盐酸
B、Na2SiO3溶液
C、浓硫酸
D、氢氟酸
4、为了除去下列各粉状混合物中的杂质(括号中为杂质),请选用下列提供的试剂和操作
代号填入表内,并写出有关反应化学方程式。
试剂:A、盐酸 B、烧碱溶液 C、氧气 D、水 E、二氧化碳 F、不用任何试剂
2
放出2. 24L气体,
试求:(1)混合物中的钠的含量?
(2)所形成溶液的物质的量浓度?
8.不能用磨砂塞的试剂瓶贮存的试剂是()
A.盐酸 B.Na2SiO3溶液 C.浓硫酸 D.氢氟酸
9.实验室熔化固体烧碱应选用的坩埚是()
A.玻璃坩埚 B.石英坩埚 C.铁坩埚 D.瓷坩埚
【课外练习】
一.选择题(每小题有一个正确答案)
2.高岭土[A12(Si2O5)(OH)4]中SiO2的质量分数为()
A.46.5% B.40% C.23.3% D.21.7%
3.能贮存在具有玻璃塞的磨口试剂瓶里的试剂是()
A.HF溶液 B.KOH溶液 C.盐酸 D.水玻璃
4.下列以制取水泥和玻璃的共同特点的叙述中,错误的是()
A.生产所用设备相同 B.反应都在高温的条件下进行
C.原料中均有石灰石 D.都发生复杂的物理、化学变化
5.熔化烧碱应选用的坩埚是()
A.铁坩埚 B.玻璃坩埚 C.石英坩埚 D.陶瓷坩埚
6.把过量的CO2通入下列溶液中,有白色沉淀产生的是()
A.Na2SiO3 B.CaCl2 C.NaOH D.Ca(OH) 2
7.下列物质的贮存方法,正确的是()
A.硅酸钠溶液和碱性溶液存放在胶塞密封的试剂瓶中
B.氢氟酸盛放在棕色试剂瓶中
C.液溴盛放在带有胶塞的细口瓶中
D.氯水盛放在棕色细口瓶中
8.下列有关碳和硅氧化物的说法中,正确的是()
A.二氧化硅的水溶液显酸性,所以,二氧化硅是酸性氧化物
B.二氧化碳通入水玻璃可得到硅酸,说明碳酸的酸性比硅酸强
C.高温时二氧化硅与纯碱反应放了二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强
D.二氧化硅是酸性氧化物,因此,它不能溶于任何酸
9.制取下列物质,无需利用到二氧化硅的是()
A. 玻璃
B. 水泥
C. 粗硅
D. 光导纤维
二.填空题
10.制造普通硅酸盐水泥的原料有、、,制造普通玻璃的原料有、、。
※12、四氯化硅不稳定,遇水会生成硅酸和氯化氢,在现在海站中为了进行遮蔽四氯化碳和液氨,形成很浓的烟幕,其原因是(用化学式及必要文字说明)。