1、第第1 1課時(shí)課時(shí)二氧化硅和硅酸二氧化硅和硅酸知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測試1.碳、硅的核電荷數(shù)分別是6和14,其原子結(jié)構(gòu)示意圖分別為_、_。2.CO2是一種酸性氧化物,它與足量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。3.地殼中含量最多的兩種元素是O、Si,二者形成的化合物為SiO2。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測試一、二氧化硅1.存在存在形態(tài)有結(jié)晶形和無定形兩大類,水晶、瑪瑙的主要成分是 結(jié)晶的二氧化硅。2.物理性質(zhì)知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測試3.化學(xué)性質(zhì) 知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測試4.用途(1)以SiO2為主要成分的沙子是基本的建筑材料。(2)純凈的SiO2是現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品

2、的基本原料,可以制作光導(dǎo)纖維。(3)用石英和瑪瑙制作飾物和工藝品。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測試二、硅酸1.物理性質(zhì)硅酸是一種不溶于水的白色膠狀物。2.化學(xué)性質(zhì)(1)弱酸性。向Na2SiO3溶液中通入CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3(膠體)+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3(膠體)+2NaHCO3。結(jié)論:H2SiO3酸性比H2CO3酸性弱。(2)不穩(wěn)定性。H2SiO3受熱易分解,化學(xué)方程式為H2SiO3 SiO2+H2O。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測試3.制備 知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測試4.存在及用途濃度小時(shí)形成硅酸溶膠,濃度大時(shí)形成硅酸凝

3、膠,其中,硅酸凝膠干燥脫水得到硅酸干凝膠,稱為“硅膠”,具有強(qiáng)的吸水性,常用作 干燥劑或催化劑的載體。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測試1.判斷正誤(正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”)。(1)硅元素在自然界中既有化合態(tài),又有游離態(tài) ()(2)SiO2是由空間正四面體結(jié)構(gòu)單元組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體()(3)SiO2是酸性氧化物,與任何酸都不能發(fā)生反應(yīng) ()(4)利用石英坩堝可熔融NaOH固體()(5)向Na2SiO3溶液中通入CO2,有白色膠狀沉淀產(chǎn)生,可證明酸性:H2CO3H2SiO3()答案:(1)(2)(3)(4)(5)知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測試2.下列關(guān)于硅酸的說法正確的是()A.硅酸可以通過SiO2和水的

4、化合反應(yīng)直接制得B.可通過反應(yīng)Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(膠體)制取硅酸C.因?yàn)楣杷犭y溶于水,所以它不能與NaOH溶液反應(yīng)D.干燥劑“硅膠”的主要化學(xué)成分是SiO2解析:A項(xiàng)SiO2不溶于水,也不與水反應(yīng);C項(xiàng)硅酸能溶于NaOH溶液;D項(xiàng)“硅膠”的主要成分是硅酸。答案:B探究一探究二探究三SiO2的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)問題探究1.碳與硅原子的最外層均有4個(gè)電子,且碳比硅活潑,但碳在自然界中有穩(wěn)定的單質(zhì)存在,硅卻沒有,為什么?答案:硅為親氧元素,在自然界中不能穩(wěn)定存在。2.SiO2與CO2均是酸性氧化物,它們有哪些共性?有哪些不同?答案:共性:均能與堿(如NaOH溶液)

5、反應(yīng)生成鹽和水;均能與堿性氧化物(如Na2O、CaO)反應(yīng)。不同點(diǎn):SiO2能與氫氟酸反應(yīng);SiO2不能直接與水反應(yīng)生成H2SiO3。探究一探究二探究三3.實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞,而不用玻璃塞?不能用帶玻璃塞的試劑瓶盛放的藥品有哪些?答案:玻璃中含有SiO2,SiO2與NaOH反應(yīng)會(huì)生成有黏性的Na2SiO3,使瓶塞與瓶口粘在一起,不易打開。不能用帶玻璃塞的試劑瓶盛放的藥品有氫氟酸、硅酸鈉溶液、碳酸鈉溶液、強(qiáng)堿溶液等。探究一探究二知識(shí)歸納CO2和SiO2的比較探究一探究二探究一探究二典例剖析典例1 下列敘述正確的是()A.CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以兩者物理性質(zhì)相

6、似B.因?yàn)镃aCO3+SiO2 CaSiO3+CO2,所以硅酸的酸性比碳酸的強(qiáng)C.CO2和SiO2都能與碳反應(yīng),且都作氧化劑D.SiO2晶體熔、沸點(diǎn)高,硬度大,故可用于制作光導(dǎo)纖維解析:CO2的熔、沸點(diǎn)低,可溶于水;SiO2的熔、沸點(diǎn)高,硬度大,不溶于水。兩者是酸性氧化物和其物理性質(zhì)沒有因果關(guān)系,A項(xiàng)錯(cuò)。CaCO3和SiO2反應(yīng)是SiO2的特殊性質(zhì),不能說明H2CO3的酸性比H2SiO3的弱,B項(xiàng)錯(cuò)。SiO2晶體在光學(xué)方面的特性,決定了其可制作光導(dǎo)纖維,D項(xiàng)錯(cuò)。答案:C探究一探究二變式變式訓(xùn)練訓(xùn)練1在一定條件下,既能與CO2反應(yīng),又能與SiO2反應(yīng)的物質(zhì)是()NaHCO3溶液濃硫酸NaOH溶液

7、碳A.B.C.D.答案:D探究一探究二H2SiO3的性質(zhì)的性質(zhì)問題探究1.SiO2屬于酸性氧化物,能否用SiO2與H2O直接反應(yīng)制取H2SiO3?答案:不能。雖然SiO2屬于酸性氧化物,但SiO2難溶于水,無法用SiO2與H2O反應(yīng)制取H2SiO3,可利用Na2SiO3溶液與酸反應(yīng)制取。2.硅酸的酸性比碳酸的弱,向硅酸鈉溶液中通入過量的CO2有何現(xiàn)象?寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式。答案:有透明膠狀物生成; 探究一探究二知識(shí)歸納H2CO3與H2SiO3性質(zhì)的比較探究一探究二典例剖析典例2 下列說法正確的是()A.硅酸不溶于水,因此不與NaOH溶液反應(yīng)B.根據(jù)反應(yīng)SiO2+CaCO3 CaSiO3+C

8、O2的,可推知硅酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)C.CO2氣體通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸D.SiO2溶于水顯酸性解析:硅酸不溶于水,但可與NaOH溶液反應(yīng):H2SiO3+2NaOH= Na2SiO3+2H2O,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)中反應(yīng)之所以能發(fā)生,是高溫條件下CO2以氣體形式逸出,使反應(yīng)進(jìn)行得較徹底,是利用SiO2、CO2沸點(diǎn)的不同,而不是利用硅酸、碳酸酸性的強(qiáng)弱不同;C項(xiàng)符合“強(qiáng)酸制弱酸”的一般規(guī)律;SiO2不溶于水,也不能與水反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C探究一探究二變式變式訓(xùn)練訓(xùn)練2能證明碳酸比硅酸酸性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)是 ()A.CO2溶于水生成碳酸而SiO2卻不溶于水B.高溫時(shí)發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+SiO2

9、Na2SiO3+CO2C.碳酸比硅酸受熱易分解D.將CO2通入Na2SiO3溶液中有透明膠狀物生成解析:利用強(qiáng)酸制取弱酸的反應(yīng)原理,CO2溶于水形成碳酸,碳酸與Na2SiO3溶液反應(yīng)得到硅酸膠體,從而證明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸的。答案:D12341.光導(dǎo)纖維被認(rèn)為是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一,它使信息科學(xué)迅猛發(fā)展。光導(dǎo)纖維的主要成分是()A.CaCO3B.SiO2C.Na2SiO3D.CaSiO3解析:光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2,CaCO3是石灰石、大理石的主要成分,Na2SiO3是水玻璃的主要成分。答案:B12342.關(guān)于二氧化硅的敘述不正確的是()水晶的主要成分是SiO2能與強(qiáng)堿反應(yīng),但不能與

10、水反應(yīng)硅與碳最外層都有4個(gè)電子,故SiO2的物理性質(zhì)與CO2類似既屬于酸性氧化物,又屬于堿性氧化物A. B.C.D.解析:SiO2的物理性質(zhì)與CO2不相似,SiO2不屬于堿性氧化物。答案:B12343.下列關(guān)于SiO2和CO2的說法中正確的是()A.CO2、SiO2分別是碳酸和硅酸的酸酐B.CO2和SiO2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸C.CO2是酸性氧化物,SiO2是兩性氧化物D.CO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的解析:雖然SiO2是H2SiO3的酸酐,但卻不能溶于水生成H2SiO3,B錯(cuò)誤;SiO2與CO2都是酸酐,都是酸性氧化物,A正確,C錯(cuò)誤;CO2是由CO2分子構(gòu)成的,而SiO2則是由硅原子和氧原子構(gòu)成的,SiO2中不存在分子,D錯(cuò)誤。答案:A12344.下列說法不正確的是()A.因SiO2不溶于水,故H2SiO3不是SiO2對應(yīng)的酸,或者說SiO2不是H2SiO3的酸酐B.CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀C.SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體,熔點(diǎn)高、硬度大D.氫氟酸能夠刻蝕玻璃,因而不能用玻璃瓶來盛裝氫氟酸解析:SiO2不溶于水,不能與水反應(yīng)生成H2SiO3,SiO2可看作是H2SiO3失去一分子H2O而形成的,且SiO2與H2SiO3中硅元素價(jià)態(tài)相同,故SiO2是H2SiO3的酸酐,A錯(cuò)誤;由