《无机非金属材料主角——硅》学案
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约6440字,包括一个共17题的随堂练习!
第四章 非金属及其化合物
第一讲 无机非金属材料主角—硅
。教学重点:SiO2的性质
教学难点:SiO2的结构、硅酸盐的组成
知识梳理
在地壳里,硅的含量在所有元素中居第次于氧全部以_____ 态存在。硅元素位于元素周期表中的第___周期,族:__其原子结构示意图:_____。
一、二氧化硅及硅酸
1、二氧化硅
(1)物理性质:二氧化硅广泛存在于自然界中,沙子、石英的主要成分就是二氧化硅,SiO2不溶于水,熔点___、硬度___。水晶、石英是二氧化硅晶体。
(2)结构:二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的,晶体中硅原子和氧原于的个数比为___,Si02晶体的平面结构图:
(3)二氧化硅出化学性质
①酸性氧化物的性质:Si02是酸性氧化物,是 ___ 的酸酑,___于水。常温下Si02与NaOH溶液反应得到硅酸钠(Na2SiO3),反应的化学方程式为:_________。
高温下Si02能和碱性氧化物(如CaO)反应生成硅酸盐,反应的化学方程式为:_________。
②常温下,SiO2能与氢氟酸(HF)反应,此反应常用于刻蚀玻璃,反应的化学方程式为:_________。
③二氧化硅的弱氧化性:Si02高温下与C作用可制取粗硅,反应的化学方程式为:_________。
(4)二氧化硅的用途 :①Si02是制造光导纤维的主要原料。②Si02常被用来制造石英表中的压电材料(3)Si02用于制造各种玻璃制品。
思考:(1)实验室为什么不用带玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液?应用什么样的塞子?(2)Si02不溶于水,如何由Si02制取H2SiO3?
2、硅酸
(1)硅酸(H2Si03)硅酸不溶于水,其酸性比碳酸的酸性___。
(2)硅酸钠(Na2Si03): Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,常用作黏合剂。往Na2SiO3溶液中通人CO2,能制得硅酸,反应的化学方程式:_________。
二、硅酸盐
1、硅酸盐制品性质稳定、熔点较高,大都难溶于水,
(1)硅酸盐的组成比较复杂,常用氧化物的形式表示。表示顺序为:活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水。例如:硅酸钠(Na2Si03)改写为氧化物形式为:________;钠长石: (NaAlSi308)改写为氧化物形式为________。
(2)玻璃①生产原料:________。②生产设备:________。
③生产过程:把原料粉碎并按适当比例混合后,放人玻璃熔炉中加热、熔化,冷却后得到普通玻璃。主要的化学反应有:______________。
④主要成分:普通玻璃是Na2Si03、CaSi03和SiO2在一起的混合物。
⑤重要性质:玻璃在常温下呈固态,没有固定的熔点,受热在一定温度范围内逐渐软化。
⑥玻璃的种类:铅玻璃(用于制光学仪器);有色玻璃[蓝色钴玻璃(Co202)、红色玻璃(Cu2O);钢化玻璃(用于汽车车窗):
(3)水泥:水泥是重要的建筑材料,其主要成分是______________,水泥具有____性。
(4)陶瓷:陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料,①高温结构陶瓷,如氮化硅(Si3N4)陶瓷,碳化硅(SiC)陶瓷等。②生物陶瓷:如氧化铝陶瓷(A1203),氧化锆陶瓷(Zr02) 等; ③压电陶瓷:以钛酸钡(BaTi03)和钛酸铅(PbTi03)为主要成分。
三、硅单质
1、硅的物理性质
单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是___色、有___光泽、脆而硬的固体,是良好的___材料。
2.硅的化学性质
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