人教版高中化学必修一第四章导学案_硅和化合物

1、. .PAGE- 7 - / NUMPAGES7第一课时：硅与其化合物1.硅元素概述（1）元素周期表的位置：第三周期第IVA族（2）原子结构示意图：（3）主要化合价：0价，+4价（4）自然界存在形式：自然界中无游离态的硅单质，在地壳中以含硅化合物的形态存在，如SiO2、硅酸盐，是地壳中含量第二的元素。随堂练习1、自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅()2.硅单质的相关性质2.1 单质硅的物理性质晶体硅是灰色有金属光泽、硬而脆的固体，导电性介于导体和绝缘体之间2.2 单质硅的化学性质（1）与非金属单质反应 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 加热条件下与O2反应： = 2

2、 * GB3 * MERGEFORMAT 加热条件下与Cl2反应： = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 与H2反应： = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 与F2反应：（2）与酸反应（只与氢氟酸反应）：（3）与NaOH溶液反应：（4）与碱性氧化物反应（如CaO）：2.3 单质硅的工业制取方法（1）制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。反应方程式：SiO22Ceq o(=,sup7(高温),sdo5()Si2CO。（2）粗硅提纯 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT Si2Cl2eq o(=,sup7(高温),sdo5()SiCl4（得

3、到的是液体SiCl4）SiCl42H2eq o(=,sup7(高温),sdo5()Si4HCl。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT Si3HCleq o(=,sup7(250300 ),sdo5(Cu粉或Ag粉)SiHCl3H2，SiHCl3H2eq o(=,sup7(1 1001 200 ),sdo5()Si3HCl。（3）注意问题 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原

4、，得到高纯度硅。2.4 单质硅的用途做半导体材料，制造晶体管、集成电路，制硅整流器、太阳能电池，生成硅合金（含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制变压器铁芯，含15%硅的钢具有耐酸性，可用来制造耐酸设备）随堂练习1、判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。()(2)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。()(3)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。()(4)硅在自然界中只以化合态的形式存在。()(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。()(6)半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是硅。()(7)硅既可以与酸反应也可以

5、与碱反应。()3.硅的氧化物二氧化硅（SiO2）3.1 二氧化硅的结构以与存在二氧化硅晶体时由Si原子和O原子构成的，沙子、石英、水晶、玛瑙的主要成分是SiO2。3.2 二氧化硅的物理性质硬度大，熔沸点高3.3二氧化硅的化学性质（1）与碱溶液反应注意不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放碱液，玻璃塞会被腐蚀，实验室里通常用的是橡胶塞。（2）与碱性氧化物反应（3）熔融状态下与碳酸盐反应（如碳酸钠、碳酸钙）（4）与碳反应（5）常温下与氢氟酸反应注意氢氟酸不能用玻璃瓶盛放，要用塑料瓶盛放。3.4 二氧化硅的用途制造光学仪器、石英玻璃，水晶可以作饰品，可以用来制造通讯材料光导纤维。随堂练习1、判断下列描述的正

6、误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)氢氟酸具有弱酸性，可用氢氟酸雕刻玻璃。()(2)玻璃容器可长期盛放各种酸。()(3)氢氟酸刻蚀玻璃的过程不涉与化学变化。()(4)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。()(5)二氧化硅既可以与酸反应也可以与碱反应所以它是两性氧化物。()(6)在粗硅的制取中发生2CSiO2eq o(=,sup7(高温),sdo5()2COSi，硅被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性。()(7)盛放NaOH溶液时，使用带玻璃塞的磨口瓶。()(8)用SiO2制取硅酸，应先使SiO2与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2。()(9)由Na2CO3SiO2eq o(=,sup

7、7(高温),sdo5()Na2SiO3CO2可知，硅酸的酸性强于碳酸。()2、指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在AC选项中选择正确答案填入括号内。SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()SiO22Ceq o(=,sup7(高温),sdo5()Si2CO()SiO24HF=SiF42H2O()A氧化性B酸性氧化物的通性C雕刻玻璃的反应3、熔融苛性钠应选用的器皿是（ ）A.陶瓷坩埚 B.石英坩埚C.氧化铝坩埚D.铁坩埚4、下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是()A都是共价化合物BSiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨C都能溶于水且与水反应生成相应的酸D都是酸性氧化物，

8、都能与强碱溶液反应4.硅酸4.1 硅酸的物理性质不溶于水的白色胶状固体4.2 硅酸的化学性质（1）弱酸性：H2SiO3难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱（如NaOH）反应。与NaOH溶液反应（2）稳定性：不稳定，受热易分解成氧化物和水4.3 硅酸的制备与硅胶（1）制备原理：可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与其他酸（如盐酸）反应。化学方程式：（2）硅胶：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后即得硅胶，常用作干燥剂和催化剂的载体。4.4 硅酸的用途硅酸在水中易形成胶体，硅胶具有很强的吸水能力，常做食品干燥剂。随堂练习1、CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是（ ）A.水玻

9、璃 B.石灰水 C.饱和Na2CO3 D.CaCl25.硅酸盐5.1 硅酸钠（1）白色、可溶于水的粉末状固体，Na2SiO3水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，具有弱碱性（不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放）、黏合性，常用作粘合剂防腐剂和耐火材料。（2）与酸性较硅酸强的酸反应 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 与盐酸反应的化学方程式 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 与CO2水溶液反应的化学方程式：另一种写法：CO2+H2O+Na2SiO3 = H2SiO3(胶体)+Na2CO3（溶液空气中易变质的原因）（3）用途：黏合剂（矿物胶），耐火阻燃材料。5.2 硅酸盐组成的表示方法

10、硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用SiO2和金属氧化物的组合形式其表示，其主要有以下几条原则： = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 各元素化合价不变。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 金属氧化物在前：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。对于变价金属来说化合价高的在前。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“”隔开。 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 当计量数

11、配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成eq f(1,2)K2Oeq f(1,2)Al2O33SiO2，应写成K2OAl2O36SiO2。注意这种表示方法不表示结构，不能认为硅酸盐由氧化物混合而成。例如：硅酸钠（Na2OSiO2）石棉（CaO3MgO4SiO2）长石（K2OAl2O36SiO2）普通玻璃的大致组成（Na2OCaO6SiO2）水泥的主要成分（3CaOSiO2，2CaOSiO2，3CaOAl2O3）黏土的主要成分（Al2O32SiO22H2O）。随堂练习1、判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂。()(2)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料。()(3)水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品。()2、下列有关硅与其化合物的说法中正确的是()A硅酸钠属于盐，不属于碱，所以