《无机非金属材料的主角——硅》学案2

约12360字。

　　第四章　非金属及其化合物
　　第一节　无机非金属材料的主角——硅
　　【本节学习要点】
　　1．了解硅在自然界中的存在，主要物理性质、用途
　　2．了解二氧化硅的存在，知道石英、水晶、硅石、玛瑙与SiO2的关系，了解SiO2的网状结构，掌握SiO2的化学性质。
　　3．了解硅酸的性质和制备
　　4．了解常见硅酸盐的性质和主要用途
　　【重难点讲解】
　　重难点一、二氧化硅和硅酸
　　SiO2与CO2的比较
　　物质 SiO2  CO2 
　　晶体微粒    
　　Si原子和O原子(不存在SiO2分子) CO2分子 
　　物理性质 熔点 高(1723℃) 低(－57℃) 
　　沸点 高(2230℃) 低(－79℃) 
　　硬度 大 小 
　　溶解性 不溶于水 常温微溶于水 
　　与水反应 不反应 CO2＋H2O = H2CO3(可逆) 
　　化
　　学
　　性
　　质    
　　与HF酸反应 4HF＋SiO2SiF4↑＋2H2O 不反应 
　　与NaOH溶液 SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O CO2＋NaOHNaHCO3
　　或CO2＋2NaOHNa2CO3＋H2O
　　与盐反应 SiO2＋Na2CO3高温 Na2SiO3＋CO2↑
　　SiO2＋CaCO3高温CaSiO3＋CO2↑(制玻璃) CO2＋Na2SiO3＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3
　　CO2＋Na2CO3＋H2O2NaHCO3
　　与碱性氧化物反应 CaO＋SiO2高温 CaSiO3 CaO＋CO2CaCO3
　　Na2O＋CO2Na2CO3
　　与C反应 SiO2＋2C高温=Si＋2CO↑ C＋CO2△
　　=2CO
　　相同点 ①都是酸性氧化物、都能与强碱、碱性氧化物反应。②都有弱氧化性
　　特别提醒　
　　(1)SiO2中硅元素为＋4价，是Si元素的最高价态，具有较弱的氧化性能与C在高温下反应。
　　(2)SiO2是酸性氧化物与水不反应，只能用相应的可溶性硅酸盐与酸反应制得。
　　(3)实验室中，盛放Na2SiO3溶液、NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，要用橡胶塞。原因是玻璃中含有SiO2，与NaOH溶液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液有很强的黏合性，能将玻璃塞和玻璃瓶黏合在一起，久之不能打开。
　　(4)Na2SiO3溶液易与空气中的CO2反应生成H2SiO3，故应密封保存。
　　(5)因HF能腐蚀玻璃，所以实验室不能用玻璃瓶保存氢氟酸，也不能用玻璃塞。氢氟酸可用于雕刻玻璃。
　　重难点、酸盐和硅单质
　　1．硅的化学性质与制备
　　(1)硅的化学性质
　　①常温下，除与F2、HF酸、强碱反应外，硅不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等其他物质反应
　　与F2反应：Si＋2F2=SiF4
　　与氢氟酸反应：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑
　　与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑
　　②加热时，Si能与O2、Cl2等反应
　　Si＋O2=高温SiO2
　　Si＋2Cl2=高温,SiCl4
　　(2)硅的制备