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知识与技能
1、了解硅在自然界中的存在、用途及性质
2、了解二氧化硅物理性质,掌握其化学性质
3、了解硅酸盐的组成、结构特点和用途
4、掌握硅酸钠的化学性质
情感、态度与价值观
1、结构决定性质、性质决定用途
2、培养学生热爱化学,了解中华民族的传统文化,激发学习化学的兴趣
第一课时
导入:在美国有一个规模宏大的高科技工业园区,那就是家喻户晓的硅谷。人们之所以用硅来代表高科技,是因为它在电子工业革命中起了极其重要的作用──半导体材料。今天,我们就一起来探讨第四章的课题1 无机非金属材料的主角──硅
板书:无机非金属材料的主角──硅
请大家写出C和Si的原子结构图
物质的结构决定性质,性质决定用途。我们可以知道硅既不易失去又不易得到电子,主要形成四价化合物。它是亲氧元素。所以在自然界中见不到它的单质。既然如此,我们来看看硅的氧化物──SiO2(沙子主要成分)
1、SiO2
(1)存在形态:结晶形和无定形
(2)结构:立体网状结构(晶型是四面体)
(3)性质:①物理性质:硬度大、熔点高、难溶于水,纯净的SiO2晶体是无色透明的
②化学性质
A.化学性质不活泼,不与水反应不与酸(除HF外)反应;SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O(雕刻玻璃)
B.酸性氧化物,具有酸的通性
讨论:为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞?
(4)用途:光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器。利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。
2、硅酸(难溶于水)
我们知道CO2溶于水,对应水化物是H2CO3,SiO2难溶于水,那么硅酸如何得到?实验室用可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。
(1)制备原理:Na2SiO3 +2HCl=2NaCl+H2SiO3
实验4-1(P65)
现象:无色透明→软而透明胶冻状
结论:可溶性硅酸盐与酸反映生成难溶性硅酸
化学方程式:Na2SiO3 +2HCl==2NaCl+ H2SiO3
(2)化学性质
A.易失水 H2SiO3== SiO2+H2O
B.弱酸性:(比较强的酸可以把比较弱的酸从它们的盐溶液中置换出来)
Na2SiO3 +CO2==2Na2CO3+ H2SiO3
(3)用途
硅胶──干燥剂
第二课时
二、硅酸盐
1、特点:由Si、O和金属元素组成,结构复杂,一般不溶于水,化学性质很稳定。如Na2SiO3等。
因为硅酸盐一般不溶于水,下面我们就看看一种溶于水的硅酸盐Na2SiO3
2、硅酸盐(Na2SiO3)──水玻璃(海波):木材防火剂及黏胶剂、肥皂填料
实验4-2
放入蒸馏水
放入Na2SiO3 饱和溶液
现象
燃烧
几乎不燃烧
结论
Na2SiO3水溶液具有阻燃作用
三、Si单质
1、 存在:没有游离态,只有化合态
分布:自然界中分布广泛,在地壳中居第二位,仅次于氧。是构成矿物和岩石的主要成分。
2、 性质:
练习
1、CO2通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是( )
A、CaCl2 B、石灰水 C、饱和Na2CO3 D、Na2SiO3溶液
2、下列物质中主要成分不是SiO2的是( )
A、硅胶 B、水晶 C、玛瑙 D、硅石
3、可用来制取半导体材料(如大规模集成电路)的是( )
A、SiO2 B、粗Si C、高纯Si D、硅酸盐
4、下列物质中,能够与NaOH溶液反应的是( )
A、碳酸钠 B、Na2SiO3 C、SiO2 D、Al(OH)3