必修1第4章第1节 无机非金属材料的主角-硅（黄岳新）

第四章第一节 无机非金属材料的主角—硅

第一课时

【学习目标】

1．了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质；

2．对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养联系、对比、归纳总结的学习方法；

3．了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。

【点拨解惑】

1.比较碳、硅的异同点？

碳 硅

【例1】 （单选）下列关于硅的说法中，不正确的是 ( ) A．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应

【解析】硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性也介于金属导体和非金属绝缘体之间，是良好的半导体材料。硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应。 【答案】 C

【变式训练1】有科学家认为：“硅是二十一世纪的能源”，下列有关硅可能成为新能源的论述不正确的是（ ） A．自然界存在大量硅单质 B．自然界中硅的储量丰富 C．硅燃料便于运输、贮藏

D．硅燃料燃烧放出的热量多，其燃烧产物对环境污染容易控制 2.比较CO2和SiO2的化学性质差异

能否与水反应 能否与氧化钙反应 能否与氢氧化钠溶液反应 CO2 SiO2 周期表中的位置 原子结构示意图 在自然界中的存在 1

能否与氢氟酸反应 能否与碳反应

【例2】 （单选）关于二氧化硅，下列叙述不正确的是( ) A．水晶的成分是二氧化硅

B．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别 C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水反应生成酸 D．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应

【解析】 水晶、玛瑙、沙子都含二氧化硅；SiO2晶体不溶于水，也不能与水反应生成H2SiO3，制取H2SiO3是利用可溶性硅酸盐与酸的反应；SiO2虽然是酸性氧化物，但它可以与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF = SiF4↑＋2H2O，这是它的特性，氢氟酸可用于刻蚀玻璃就是利用了这一性质；CO2在通常状况下为气体，与SiO2物理性质相差很大。 【答案】 D

【变式训练2】二氧化硅是酸性氧化物的原因是 A．它溶于水得相应的酸 B．它对应的水化物是可溶性强酸 C．它与强碱溶液反应只生成盐和水 D．它是非金属氧化物

( )

【课堂练习】

1．能证明碳酸比硅酸酸性强的实验是( ) A．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2不溶于水 B．高温时发生反应： C．碳酸比硅酸受热易分解

D．将CO2通入Na2SiO3的水溶液中有白色胶状沉淀生成 2．除去SiO2中的混有的CaCO3方法正确的是（ ） A．加水溶解后过滤 B．加热

C．加盐酸充分反应后过滤 D．加NaOH溶液充分反应后过滤

3．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。 请填空：

加氢氧化钠溶液

2

(1)形成单质A的原子结构示意图为________，它的最高化合价为________。

(2)B的化学式(分子式)为________，B和碳反应生成A和E的化学方程式是___________________________。

(3)C的化学式(分子式)为________，D的化学式(分子式)为________。

【课外作业】

A组

一、单选题

1．宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法属于伪科学的是（ ）。

A．以二氧化硅为主要原料制造光导纤维 B．碳炉边放盆水，可防止煤气中毒

C．在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆，墙壁会冒汗 D．用干冰进行人工降雨 2．下列说法正确的是（ ）

A．SiO2能和水发生化合反应生成硅酸 B．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸 C．SiO2的俗名叫水玻璃，不溶于水 D．SiO2能溶于NaOH溶液中 3．将过量的二氧化碳通入下列溶液中，最终会出现浑浊的是（ ）

A．氯化钙溶液 B．澄清的石灰水 C．水玻璃 D．硝酸钡溶液 4．熔融烧碱应选用的器皿是（ ）

A．铁制坩埚 B．普通玻璃坩埚 C．石英坩埚 D．陶瓷坩埚 5．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．碳和硅两种元素都有能导电的单质 二．多选题

6．以下转化能一步反应实现的是

A．SiO2→Na2SiO3 B．CuSO4→CuCl2 C．SiO2→H2SiO3 D．CuO→Cu(OH)2 7．CO是香烟烟雾中危害极大的物质，关于CO的说法正确的是 A．CO与血红蛋白结合的能力比氧气强 C．CO是水煤气的主要成分之一

B．CO是冶金工业上中的还原剂

D．CO可用于人工降雨

3

B组

一、单选题

1．下列说法正确的是

( )

A．应用于光纤通讯材料的主要成分是SiO2 B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D．玻璃和水晶的成分相同，只是在制作工艺上不同 2．下列说法中正确的是 A．SiO2溶于水显酸性

B．SiO2是酸性氧化物，它不能与任何酸发生反应 C．Si是地壳中含量最多的非金属元素

D．硅的化学性质不活泼，但在自然界中主要以化合态存在 3．下列物质中能与二氧化硅起化学反应的是 A．①②

B．②④ C．①④

( )

①浓HNO3 ②水 ③氢氟酸 ④KOH溶液

D．③④

4．地壳中含量位于第一、二位的元素之间形成的化合物不具有的性质是( ) A．常温下与苛性钠反应 B．常温下与水反应 C．常温下与氢氟酸反应 D．高温下与氧化钙反应

高温

5．在SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为( ) A．7:3 B．7:6 C．1:2

D．2:1

6．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( )

A．CO2是气体，SiO2是固体 B．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2 C．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 D．CO2通入Na2SiO3溶液中析出硅酸沉淀 7．能证明SiO2是酸性氧化物的是( )

高温

A．SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑ B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 高温

C．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O D．SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑

8．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③NaAlO2溶液；④饱和Na2CO3溶液；⑤Ca(OH)2溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是 A．①②③④⑤ B．②③④ C．②④⑤

( )

D．①②④

( )

二．双选题

9．下列离子方程式不正确的是( )

A．石英与烧碱溶液反应：SiO2＋2OH===SiO23＋H2O

－

－

B．向氢氧化钠溶液中通入过量CO2：CO2＋2OH===CO23＋H2O

－

－

C．向硅酸钠溶液中加入盐酸：2H＋SiO23 ===H2SiO3↓

＋

－

D．向碳酸钙上滴稀硝酸：CO23＋2H===H2O＋CO2↑

－

＋

10．下列关于硅酸的说法正确的是( )

A．用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质

B．干燥剂“硅胶”的主要化学成份是硅酸

4