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高中一年级化学第一册第七章教案之硅和二氧化硅

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2015-11-13

不反应 CO2+H2O H2CO3

SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O 不反应

SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O

CO2+NaOH====NaHCO3

SiO2+CaO CaSiO3

CO2+Na2O====Na2CO3

SiO2+2C Si+2CO↑

CO2+C====2CO

[师]从上表可以看出,二氧化硅能与碱反应生成相应的盐和水,是一种酸性氧化物,它不能溶于水得到相应的酸——硅酸。

酸性氧化物一般不与酸发生化学反应,而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应,这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点,属二氧化硅的特性。

由此,我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为:

[讲解并板书]不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。

[问题探究]为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。

[生]因为玻璃中含有SiO2,SiO2是酸性氧化物,能和碱起反应,容易使玻璃瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。

[师]很正确。

[过渡]二氧化硅广泛存在于自然界中,与其他矿物共同构成了岩石,天然二氧化硅也叫硅石。砂子的主要成分就是二氧化硅,石英的主要成分也是二氧化硅,水晶是纯度较高的二氧化硅。请大家看课本有关内容,了解它们的用途。并总结出来。

[板书](3)用途

[学生看书后回答]二氧化硅可用来做光导纤维;石英可用来做石英钟、石英表,耐高温的石英玻璃;水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等,含有有色杂质的石英,还可用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和装饰品等。

[师]大家回答得很全面。

[师]确实,二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途,但有时也会对人体造成危害,使人患硅肺病,请大家阅读课本P148“二氧化硅粉尘的危害”的内容。

[学生阅读后]

[师]希望大家努力学习,并能在将来发明和创造一些新的技术,新的设备以控制空气中粉尘的含量,从而为人类的健康和生存环境做出贡献。

[过渡]刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。那么,硅酸是怎样的一种酸?它怎样制得呢?下面我们就来学习这个问题。

[板书]三、硅酸(H2SiO3)

[师]从上一节我们比较同主族元素的性质知道,硅酸是一种比碳酸还要弱的酸,它不溶于水,不能使指示剂变色,是一种白色粉末状的固体。

[板书]不溶于水,酸性比碳酸弱。

[师]硅酸可通过可溶性硅酸盐与酸反应得到,如:

[讲解并板书]Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4↓+2NaCl

Na2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3

[讲解]生成的H4SiO4叫原硅酸,是一种白色胶状物质,不溶于水,在干燥的空气中易失水变成硅酸。硅酸在加热条件下会进一步失水得到二氧化硅。

[板书]  H4SiO4====H2SiO3+H2O  H2SiO3 SiO2+H2O

[过渡]刚才我们提到的硅酸钠,是一种可溶性的硅酸盐,而其他硅酸盐多数是不溶于水的。硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物,约占地壳质量的5%。

[板书]四、硅酸盐

[师]请大家看以下实验。

[演示实验]取两根一样的干燥布条(其中一根在硅酸钠溶液中浸过)在火焰上燃烧。

[问]两根布条燃烧的情况一样吗?现象有何不同?

[生]不一样。一根很容易燃烧,一根不燃。

[师]是什么原因造成了这样的差别呢?答案在这里!

[板书]硅酸钠(Na2SiO3)

[讲解]不燃的布条是由于我预先在硅酸钠溶液中浸泡并晒干的。这也是硅酸钠的用途之一。硅酸钠的水溶液俗名“水玻璃”,其用途很广,建筑工业及造纸工业用它做粘合剂。

木材或织物用水玻璃浸泡过后既防腐又不易着火。浸过水玻璃的鲜蛋可以长期保存。水玻璃还用作软水剂,洗涤剂和制肥皂的填料。它也是制硅胶和分子筛的原料。

硅酸盐的种类很多,结构也很复杂,通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。书写时,应把金属元素的氧化物写在前面,若有多种金属元素,按活泼性依次减弱的顺序写出其氧化物,然后写SiO2,最后写H2O,且各氧化物之间要用“•”隔开。如:

[板书并讲解]      Na2SiO3                Na2O•SiO2

Al2(Si2O5)(OH)4      Al2O3•2SiO2•2H2O

[师]粘土的主要成分也是硅酸盐,是制造陶瓷器的主要原料。

[投影练习]阅读下文,完成1~3题。

硅晶体结构类似于金刚石,低温下单质硅不活泼,与空气、H2O、酸均无作用,但可与强碱和强氧化剂在适当温度下作用,如硅能与卤素在加热或高温下生成四卤化硅,高价态硅的化合物可在高温下被碳、镁、氢等还原剂还原成单质硅;工业上也可用硅石与焦炭在高温下制金刚砂(SiC),某高纯硅炼制厂利用食盐、石英、水、焦炭为原料制取用作半导体材料的高纯硅。

1.假设根据每步反应建立一个生产车间,该高纯硅厂家需要几个车间

A.3个                    B.4个

C.5个                    D.6个

2.生产原理中没有涉及到的反应是

A.置换反应           B.复分解反应

C.化合反应          D.电解反应

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