新人教版高一化学必修一4．1《无机非金属材料的主角——硅》导学案（无答案）

§4.1 无机非金属材料的主角——硅
（第一课时）
【学习目标】
1.了解二氧化硅的物理性质和用途，掌握二氧化硅的化学性质。
2.了解硅酸的组成及重要用途。
【学法指导】学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途
【知识链接】
硅和碳的结构：硅是地壳中含量第 的元素。硅的氧化物及其硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。
碳和硅的原子结构示意图：
【阅读—完成问题】
硅最重要的化合物是__________。在自然界存在较纯净的二氧化硅晶体又称为 ，具有不同的 和 。其中无色透明的就是常说的 ，具有彩色环带状或层状（含有少量有色杂质）的称为 。沙子中含有 。
一．二氧化硅（SiO2）
１.二氧化硅的结构
SiO2是硅最重要的化合物，占地壳质量约12%，其存在形态有 和 两大类，统称 。SiO2基本结构单元为四面体结构，Si与O按 的比例组成
结构。
２. 物理性质　　SiO2 溶于水，熔点 ，硬度 。
３. 化学性质　（化学稳定性很 ，与水不反应。）
（１）与氢氟酸反应　　　　　　　　　　　　　（雕刻玻璃）　【SiO2与其它酸不反应】
[思考]：氢氟酸如何盛装？
（２）具有 性氧化物的通性：
①与生石灰反应：
②与烧碱溶液反应： 　　　　　　
（３）高温下与碳酸盐反应，生成硅酸盐，放出CO2:
①与Na2CO3反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　
②与CaCO3反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[思考] 3、某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物。是否正确?

４.用途
５. 二氧化碳与二氧化硅性质比较
二氧化碳 二氧化硅
状态
物理性质
化学性质 与水反应
与碱（NaOH）反应
与碱性氧化物（CaO）反应
与酸反应
氧化性
二．硅酸
1．硅酸的物理性质
硅酸在水中的溶解度 ，酸性 H2CO3。
想一想：怎样设计实验制取H2SiO3呢？
阅读教材实验［４—１］，
2．硅酸的制备（依据：用较强酸制较弱酸）
（1）在试管中加入3～5ml饱和Na2SiO3 溶液，滴入1～2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，直至溶液红色变浅并接近消失时停止。
（2）实验现象：加入酚酞后， ，再滴入稀盐酸， ，继续加入稀盐酸， 。
（3）实验结论：Na2SiO3 水溶液显 性；Na2SiO3 溶液能够与稀盐酸反应生成 ；硅酸浓度大小不同时，形成的硅酸胶体种类不同；硅酸胶体最终凝聚成硅酸沉淀。
（4）可溶性硅酸盐＋酸：如Na2SiO3+HCl=　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　Na2SiO3+CO2+H2O=　　　　　　　　　　　　
[思考]：用二氧化硅和水制硅酸行吗？

[思考]：用什么实验事实能够证明硅酸的酸性比碳酸弱？


３．用途：

§4.1 无机非金属材料的主角——硅
（第二课时）
【学习目标】
1.了解硅酸盐的组成及重要用途， 掌握硅酸钠的化学性质。
2.了解硅的物理性质、化学性质和重要用途。
【学法指导】学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途

三.硅酸盐
1．概念: ，大多数不溶于水，化学性质很稳定。
2．硅酸盐改写成二氧化硅和金属氧化物的组合形式的方法：
（1）氧化物顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水
（2）氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其它元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。如：Na2SiO3：Na2 O·SiO2
黏土[Al2（Si2O5）（OH）4]：Al2 O3·2SiO2·2 H2O
石棉[CaMg3Si4O12] ：
钙长石 [CaAl2SiO6] ：
蛇纹石[H4Mg3Si2O9] ：
（3）若系数配置出现分数时应化为整数。
3．硅酸钠
（1）物理性质
硅酸钠是白色固体， 溶于水，其水溶液俗称 ，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，是一种矿物胶，黏性很强，是制备 和 的原料。
（2）化学性质：
硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好。
与酸反应 ：

与盐反应 ：

用途：

（2）硅酸钠防火性能实验探究
[思考]：硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象？为什么？

4．无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
常见硅酸盐材料
水泥 玻璃 陶瓷
生产原料
主要设备
主要成分
(2)新型无机非金属材料，如____________、__________、__________等。
[思考]：盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞原因
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

四．硅单质
（1）物理性质： 。
（2）化学性质：
①常温下，硅很稳定，但可与氟气、强碱溶液、氢氟酸反应。


②加热条件下，单质硅可与氧气反应：

（3）用途：
（4）硅的工业制法： ，
， 。
【巩固练习】
1．SiO2+3CSiC+2CO反应中，还原剂与氧化剂物质的量之比为(?? ?? )?
　A. 3∶5????? B. 5∶3????? C. 1∶2??????? D. 2∶1?
2．高岭土的组成可表示为Al2(Si2Ox)(OH)y，其中x、y的数值分别为（?? ）
A. 7，2???? B. 5，4???? C. 6，3???? D. 3，6