2020-2021学年高中化学苏教版必修1学案：专题3 第三单元 第2课时　二氧化硅与信息材料 Word版含解析

1、第2课时二氧化硅与信息材料一、硅元素的存在1存在在地壳中硅的含量为26.3%，仅次于氧；主要以氧化物及硅酸盐的形式存在，因为硅是一种亲氧元素。2原子结构硅原子的原子结构示意图，最外层有4个电子，反应中既不易失去电子也不易得到电子，能形成4价的化合物。二、二氧化硅1存在sio2的存在形态有结晶形和无定形两大类，水晶玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。2结构sio2晶体是由si和o按原子数之比为12的比例组成的立体网状结构的晶体。每个硅原子周围结合4个o原子，每个o周围结合2个si原子。3物理性质熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。4化学性质5用途(1)沙子是基本的建筑材料。(2)纯净的sio2是现代光

2、学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。(3)石英和玛瑙制作饰物和工艺品。(4)实验室中使用石英坩埚。1sio2既能与氢氟酸反应，又能与naoh溶液反应，能否说sio2是两性氧化物？提示：尽管sio2能与氢氟酸反应得到盐“sif4”和h2o，但是sio2不能和其他酸反应，只能和naoh、koh等强碱反应生成盐和水，所以sio2只是酸性氧化物而不是两性氧化物。2既然sio2能和naoh溶液反应，为什么还可以用玻璃瓶盛放naoh溶液？提示：因为naoh与sio2反应非常缓慢，且玻璃瓶内壁光滑，更不易发生反应。但需注意的是不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放naoh溶液，因为磨口增大了sio2与naoh

3、溶液的接触面积，促进了反应的进行，会导致瓶塞与瓶体黏结在一起，使试剂瓶难以开启。3二氧化硅不溶于水，不与水反应，为什么还称二氧化硅是硅酸的酸酐？提示：酸酐的定义是某酸脱去一分子的水，所剩下的部分称为该酸的酸酐，所以酸酐不一定都能与水反应生成相应的酸。【例1】下列叙述正确的是()aco2和sio2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似b因为caco3sio2casio3co2，所以硅酸的酸性比碳酸强cco2和sio2都能与碳反应，且都作氧化剂dsio2既能和naoh反应，又能和hf反应，所以二氧化硅属于两性氧化物【思路分析】此题要从物质的性质入手分析，特别注意co2与sio2性质的异同点。【解析】

4、co2的熔、沸点低，sio2的熔、沸点高，硬度大，两者都是酸性氧化物，但其物理性质差异很大，a错；高温下sio2与caco3反应是因为产物co2为气体，不能说明h2co3的酸性比h2sio3的弱，b错；sio2只能与hf反应，不能与其他酸反应，不能说明sio2是两性氧化物，d错。【答案】c下列关于二氧化硅的说法中错误的是(a)a同二氧化碳一样，二氧化硅分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的b通常状况下，二氧化碳为气体，二氧化硅为固体csio2同co2一样也能与cao反应生成盐dsio2仅用来表示二氧化硅的组成，其基本结构单元为正四面体解析：二氧化硅是由原子直接构成的，不存在二氧化硅分子。故正确答

5、案为a。3h2co3和h2sio3的比较。二、硅酸的制备1硅酸是常见酸中唯一不溶于水的酸，硅酸的酸酐是sio2，但sio2不溶于水，不能用sio2与h2o反应直接制h2sio3。硅酸的制法：只能用相应的可溶性硅酸盐跟其他酸反应来制取硅酸，反应的化学方程式为：na2sio32hclh2o=2naclh4sio4(原硅酸)h4sio4=h2oh2sio3(硅酸)习惯上省去生成原硅酸这一中间过程，可直接写为：na2sio32hcl=2naclh2sio3。生成的h2sio3逐渐聚合而形成胶体溶液硅酸溶液，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称

6、为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。2由氧化物制备相应酸或氢氧化物的规律。三、硅及其化合物的特性(1)硅及其化合物的转化关系如下：(2)硅及其化合物的特性1sio2不与水反应，实验室里是根据什么化学原理来制备h2sio3的？提示：根据“强酸制弱酸”的原理，用可溶性硅酸盐与其他酸反应制取。例如：na2sio32hcl=h2sio3(胶体)2naclna2sio3co2h2o=h2sio3(胶体)na2co3或na2sio32co22h2o=h2sio3(胶体)2nahco3。根据此原理，可设计比较酸性强弱的实验来证明酸性：盐酸

7、>碳酸>硅酸。2初中化学中提到，制造玻璃时发生如下反应：na2co3sio2na2sio3co2。该反应能否说明h2sio3的酸性比h2co3强？为什么？提示：sio2与na2co3反应，是在高温下，且生成的产物是co2气体，可以脱离反应体系，并不能说明h2sio3酸性强于h2co3。【例2】为确认hcl、h2co3、h2sio3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：(1)圆底烧瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为_。(2)装置b所盛的试剂是_，其作用是_。(3)装置c所盛试剂是_，c中反应的离子方程式是_。(4)由

8、此可得出的结论是：酸性_>_>_。【思路分析】【解析】根据“强酸弱酸盐弱酸强酸盐”分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，a中盛放na2co3溶液，根据na2co32hcl=2naclh2oco2，可以知道酸性hcl强于h2co3，然后将生成的co2通入na2sio3溶液中，反应为na2sio3co2h2o=h2sio3na2co3，由此判断酸性h2co3>h2sio3，但需注意的是a中反应会有hcl气体逸出，故通入na2sio3溶液前需将hcl吸收，但不能吸收co2，故可选用饱和nahco3溶液。【答案】(1)盐酸(2)饱和nahco3溶液吸收hcl气体(3)na2sio3溶液sio

9、co2h2o=h2sio3co(4)hclh2co3h2sio3能证明h2co3比h2sio3酸性强的实验事实是(d)ah2co3比h2sio3受热易分解b高温下能发生反应na2co3sio2na2sio3co2cco2能溶于水生成碳酸，而sio2却不溶于水dco2通入na2sio3溶液中有胶状沉淀生成解析：a项仅能证明h2sio3比h2co3稳定，a项不正确；b项中的反应不是在水溶液中进行的，不能用它来判断h2sio3与h2co3的酸性强弱，b项不正确；d项，co2h2ona2sio3=h2sio3na2co3，酸性较强的h2co3制得酸性较弱的h2sio3，d项正确。1下列说法不正确的是(

10、a)a因sio2不溶于水，故sio2不是酸性氧化物b在反应sio22csi2co中sio2作氧化剂csio2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大d氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸解析：a项，sio2不溶于水，但它能与碱反应生成硅酸盐和水，是酸性氧化物，错误；b项，在该反应中sio2被c还原为si，sio2作氧化剂，正确；c项，由于sio2是一种空间立体网状结构的物质，故熔点高，硬度大，正确；d项，sio2能与氢氟酸反应，故常用氢氟酸刻蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，正确。故正确答案为a。2指出下列反应中sio2所表现的化学性质或作用，在ae选项中选择正确答案将其填入括号内

11、。sio22naoh=na2sio3h2o(c)sio2na2co3na2sio3co2(d)sio22csi2co(b)sio23csic2co(e)sio24hf=sif42h2o(a)a作为玻璃的主要成分被消耗而使玻璃被腐蚀b氧化性c酸性氧化物的通性d将具有挥发性的酸酐从其盐中置换出来e未参加氧化还原反应解析：本题较全面地考查了sio2的性质，a中应有氢氟酸(hf)参与反应；b中氧化性是指反应中sio2中的si得电子，化合价降低；c中表现酸性氧化物的通性是指sio2与强碱或碱性氧化物反应；d中挥发性酸酐应为co2而不是co。3二氧化硅(sio2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料(见

12、下图)。下列说法正确的是(c)asio2既能与hf反应，又能与naoh反应，属于两性氧化物bsio2和si都是制造光导纤维的材料c在硅胶中加入cocl2可显示硅胶是否吸水失效d图中所示转化反应都是非氧化还原反应解析：sio2是酸性氧化物，a项错误；sio2是制造光导纤维的材料，si为半导体材料，b项错误；硅胶吸水量不同，cocl2与水形成的结晶水合物的颜色不同，可显示硅胶是否失效，c项正确；制取硅的过程中涉及了氧化还原反应，d项错误。4下表各组物质中，满足图中物质一步转化关系的选项是(c)解析：本题考查na、cu、c、si四种单质及其化合物的相互转化关系。a项中nahco3无法直接转化为na；

13、b项中，cu(oh)2无法直接转化为cu；d项中，sio2无法直接转化为h2sio3，h2sio3也无法直接转化为si；只有c项符合题意：ccoco2c。故选c。5(双选)下列说法正确的是(cd)a二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应b根据反应sio2caco3casio3co2可推知硅酸酸性比碳酸酸性强cco2气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸dsio2不溶于水，也不能跟水反应生成酸解析：sio2可与强碱反应，也可与氢氟酸反应：sio24hf=sif42h2o，与氢氟酸反应是sio2的特性。b项中的反应能够发生是因为co2以气体形式逸出而使反应进行得彻底，是利用sio2、co2沸点的不同，而不是利用硅酸、碳酸酸性的强弱。6已知a是一种装饰品的主要成分，根据如图转化关系，回答下列问题。(1)a用途：制光导纤维(或其他合理答案)(任写一种)，b是na2s