2019_2020年高中化學(xué)4.1.1第1課時(shí)二氧化硅和硅酸講義練習(xí)新人教版.docx

第1課時(shí)二氧化硅和硅酸課程目標(biāo)1了解二氧化硅的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。2認(rèn)識二氧化硅在生產(chǎn)、信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。3了解硅酸的制備和主要化學(xué)性質(zhì)。圖說考點(diǎn) 新知預(yù)習(xí)一、自然界中的硅元素二、二氧化硅1存在水晶、瑪瑙、光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2（或二氧化硅）。沙子中含有小粒的石英晶體。2SiO2晶體是立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)Si結(jié)合4個(gè)O，每個(gè)O結(jié)合2個(gè)Si，N（Si）:N(O)=1:23物理性質(zhì)熔點(diǎn)硬度溶解性高大不溶于水4.化學(xué)性質(zhì)5用途建筑材料、光導(dǎo)纖維、石英坩堝、飾物和工藝品。三、硅酸1物理性質(zhì)顏色：白色；狀態(tài)：膠狀；溶解性：難溶于水。2化學(xué)性質(zhì)(1)弱酸性向Na2SiO3溶液中通入少量CO2氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3；結(jié)論：酸性H2CO3H2SiO3。(2)不穩(wěn)定性H2SiO3不穩(wěn)定，受熱易分解，化學(xué)方程式： H2SiO3H2OSiO2。3硅膠 即時(shí)性自測1判斷正誤，正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”(1)硅元素在自然界中既有化合態(tài)，又有游離態(tài)。()(2)SiO2是空間正四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)晶體。()(3)SiO2是酸性氧化物，與任何酸都不能發(fā)生反應(yīng)。()(4)利用石英坩鍋可熔融NaOH固體。()(5)氫氟酸不能用玻璃試劑瓶保存。()(6)SiO2晶體是由SiO2分子直接組成的。()(7)水晶、石英、沙子、瑪瑙、光導(dǎo)纖維的主要成分均是SiO2。()(8)光導(dǎo)纖維在強(qiáng)堿性條件下易發(fā)生“斷路”。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7) (8)2關(guān)于地殼中含量占第一位和第二位的元素之間形成的化合物，有關(guān)其說法正確的是()A化學(xué)性質(zhì)不活潑B可溶于水且顯酸性C熔沸點(diǎn)較低，物理性質(zhì)與CO2相似D是酸性氧化物，不溶于任何酸答案：A3光導(dǎo)纖維被認(rèn)為是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一。光導(dǎo)纖維的主要成分是()ASiBSiO2 CNa2SiO3 DSiCl4解析：光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2。答案：B4下列關(guān)于硅酸的敘述，錯(cuò)誤的是()A硅酸是一種很弱的酸B硅酸可由二氧化硅與水反應(yīng)制得C硅酸不穩(wěn)定，加熱脫水會生成二氧化硅D硅酸可以由可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)制得解析：二氧化硅對應(yīng)的酸雖然是硅酸，但是二氧化硅不溶于水也不與水反應(yīng)，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：BSiO2作為非金屬氧化物是有不同于一般非金屬氧化物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。提升點(diǎn)一二氧化硅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和化學(xué)特性例1下列說法不正確的是()A因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物B在反應(yīng)SiO22CSi2CO中SiO2作氧化劑CSiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、硬度大D氫氟酸能夠刻蝕玻璃，故不能用玻璃瓶來盛裝氫氟酸【解析】A項(xiàng)，SiO2不溶于水，但它能與堿反應(yīng)生成硅酸鹽和水，是酸性氧化物，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在該反應(yīng)中SiO2被C還原為Si，SiO2作氧化劑，正確；C項(xiàng)，由于SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，故熔點(diǎn)高，硬度大，正確；D項(xiàng)，SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，故常用氫氟酸刻蝕玻璃，不能用玻璃瓶盛裝氫氟酸，正確?！敬鸢浮緼提升1下列關(guān)于SiO2和CO2的說法中正確的是()ACO2、SiO2都能與堿性氧化物反應(yīng)BCO2和SiO2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸C二氧化硅可用來制作干燥劑，因二氧化硅可與水反應(yīng)DCO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的解析：CO2、SiO2均為酸性氧化物，對應(yīng)的酸分別是H2CO3、H2SiO3；CO2與Na2CO3溶液在常溫下發(fā)生反應(yīng)，但SiO2只有在高溫條件下才與Na2CO3固體發(fā)生反應(yīng)；CO2由分子構(gòu)成，SiO2由硅、氧原子按1:2比例構(gòu)成。答案：A關(guān)鍵能力1二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1SiO2的結(jié)構(gòu)決定其化學(xué)性質(zhì)。2SiO2晶體的基本結(jié)構(gòu)是以硅原子為中心，氧原子在4個(gè)頂角上的正四面體結(jié)構(gòu)，而這些正四面體又通過頂角的氧原子相連接。3SiO2晶體是由Si與O按1:2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2二氧化硅的特性物質(zhì)一般規(guī)律特殊性質(zhì)或化學(xué)方程式SiO2酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸SiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)酸性氧化物一般不與酸發(fā)生反應(yīng)SiO2可與氫氟酸反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O“較強(qiáng)酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)的一個(gè)規(guī)律，H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2SiO2CaCO3CaSiO3CO2提升點(diǎn)二硅酸的制備方法例2下列說法正確的是()A二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟強(qiáng)堿反應(yīng)，但不能跟任何酸反應(yīng)B根據(jù)SiO2CaCO3CaSiO3CO2的反應(yīng)，可推知硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)CCO2氣體通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸DSiO2與水反應(yīng)可得到硅酸 硅酸是一種獨(dú)特的難溶性固態(tài)無機(jī)酸?！窘馕觥縎iO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O，A項(xiàng)錯(cuò)；B項(xiàng)反應(yīng)是在高溫條件下進(jìn)行的，由于CO2是氣體，生成后脫離反應(yīng)體系而使反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，但這不能說明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)，要比較硅酸和碳酸的酸性強(qiáng)弱，必須比較它們在水溶液中電離出H的難易程度，由于C的非金屬性較Si強(qiáng)，所以H2CO3的酸性較H2SiO3強(qiáng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于H2CO3的酸性比H2SiO3強(qiáng)，所以有Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3(膠體)Na2CO3，C項(xiàng)正確；二氧化硅不溶于水，也不能與水反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾提升2下列關(guān)于硅酸的說法正確的是()A硅酸可以通過SiO2和水化合反應(yīng)直接制得B可用反應(yīng)Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3制取硅酸C因?yàn)楣杷犭y溶于水，所以它不能與NaOH溶液反應(yīng)D干燥劑“硅膠”的主要成分是硅酸鈉解析：SiO2難溶于水，因此不能與水化合反應(yīng)直接制得硅酸，A錯(cuò)誤；由于酸性HClH2SiO3，所以可用反應(yīng)Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3制取硅酸，B正確；盡管硅酸難溶于水，但是它仍能與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生硅酸鈉和水，C錯(cuò)誤；干燥劑“硅膠”的主要成分是硅酸，D錯(cuò)誤。答案：B, 關(guān)鍵能力硅酸的制備實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象滴加酚酞后溶液呈紅色，滴加稀鹽酸后溶液變?yōu)闊o色，有白色膠狀物質(zhì)生成結(jié)論Na2SiO3溶液呈堿性，滴加稀鹽酸后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SiO32HCl=H2SiO3(膠體)2NaClSiO2不能與H2O反應(yīng)，故H2SiO3的制備方法通常用可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制備：Na2SiO32HCl=H2SiO32NaClNa2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3或Na2SiO32CO22H2O=H2SiO32NaHCO31下列敘述中，正確的是()A自然界中存在大量的單質(zhì)硅B石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)活潑，能跟酸或堿溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D自然界中硅元素都存在于石英中解析：自然界中硅元素含量很高，但都以化合態(tài)形式存在，A項(xiàng)錯(cuò)誤；硅元素是親氧元素，主要以氧化物和硅酸鹽的形式存在，D項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅的性質(zhì)穩(wěn)定，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B2下列物質(zhì)不與二氧化硅反應(yīng)的是()A燒堿B氫氟酸C硝酸 D生石灰答案：C3下列關(guān)于SiO2的說法，正確的是()ASiO2是制造光導(dǎo)纖維的重要材料BSiO2溶于水生成硅酸CSiO2對應(yīng)水化物的酸性比碳酸強(qiáng)DSiO2是酸性氧化物，不跟任何酸反應(yīng)解析：SiO2不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；SiO2是酸性氧化物，但可與氫氟酸反應(yīng)。答案：A4下列試劑能用帶玻璃塞的玻璃瓶保存的是()ANa2SiO3溶液 BKMnO4溶液C氫氟酸 DNaOH溶液解析：玻璃中含有SiO2與NaOH溶液長時(shí)間作用會生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液有粘性，可將玻璃塞與玻璃瓶粘在一起打不開，A、D錯(cuò)誤；氫氟酸可腐蝕玻璃，一般用塑料瓶盛裝，C錯(cuò)誤。答案：B5為確認(rèn)HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置，一次實(shí)驗(yàn)即可達(dá)到目的(不必選其他酸性物質(zhì))。請據(jù)此回答：(1)錐形瓶中裝某可溶性正鹽溶液，分液漏斗所盛試劑應(yīng)為_。(2)裝置B所盛的試劑是_，其作用是_。(3)裝置C所盛試劑是_，C中反應(yīng)的離子方程式是_。(4)由此得到的結(jié)論是酸性_。解析：根據(jù)強(qiáng)酸弱酸鹽弱酸強(qiáng)酸鹽分析可知，分液漏斗中盛裝鹽酸，A中盛放Na2CO3，根據(jù)Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2可以知道酸性HCl強(qiáng)于H2CO3，然后將生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反應(yīng)為Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，由此判斷酸性H2CO3H2SiO3，但需注意的是A中反應(yīng)會有HCl氣體逸出，故將CO2通入Na2SiO3溶液前需將CO2中的HCl吸收，故可選用飽和NaHCO3溶液。答案：(1)鹽酸(2)飽和NaHCO3溶液吸收HCl氣體(3)Na2SiO3溶液SiOCO2H2O=H2SiO3CO(4)HClH2CO3H2SiO3練后感悟CO2與SiO2的性質(zhì)區(qū)別CO2SiO2類別均為酸性氧化物物理性質(zhì)常溫下是氣體，熔、沸點(diǎn)低，能溶于水硬度大，熔點(diǎn)高的固體，不溶于水化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)CO2H2O=H2CO3不反應(yīng)與酸反應(yīng)不反應(yīng)只與HF反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O與NaOH反應(yīng)CO2(少量)2NaOH=Na2CO3H2OCO2(過量)NaOH=NaHCO3SiO22NaOH=Na2SiO3H2O與CaO反應(yīng)CO2CaO=CaCO3SiO2CaOCaSiO3課時(shí)作業(yè)18二氧化硅和硅酸授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書119頁練基礎(chǔ)1下列物質(zhì)的主要成分不是SiO2的是()A石英B水晶C金剛砂 D瑪瑙答案：C2下列反應(yīng)不能一步完成的是()ASiO2Na2SiO3 BSiO2H2SiO3CSiO2CaSiO3 DH2SiO3SiO2解析：二氧化硅可與氫氧化鈉直接反應(yīng)生成硅酸鈉；氧化鈣可與二氧化硅在高溫下反應(yīng)生成硅酸鈣；硅酸可直接加熱分解生成二氧化硅，故只有B符合題意。答案：B3除去SiO2中混有少量生石灰和石灰石，有如下操作：加水溶解加水煮沸過濾加稀鹽酸加稀H2SO4，正確的操作順序是()A BC D解析：加稀鹽酸與CaO、CaCO3反應(yīng)生成CaCl2溶液，然后過濾得到SiO2固體。注意不能選用稀H2SO4，因CaSO4微溶，不易分離出SiO2。答案：B4下列敘述正確的是()ACO2與SiO2都能跟H2O反應(yīng)生成相應(yīng)的酸BSiO2與CO2都屬于酸性氧化物，都不能與酸反應(yīng)CSiO2與CO2(干冰)都能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)D水晶的主要成分是SiC解析：A項(xiàng)，CO2與水反應(yīng)，SiO2與水不反應(yīng)，也不溶于水；B項(xiàng)，SiO2為酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)，但CO2不能與酸反應(yīng)；D項(xiàng)，SiC俗稱金剛砂。答案：C5證明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正確方法是()A加入過量的鹽酸，觀察是否有氣泡冒出B加入過量的燒堿溶液，觀察是否有固體溶解C加熱至高溫，觀察是否有氣泡冒出，是否有硅酸鈣生成D先加過量的鹽酸攪拌，觀察是否有不溶物剩余及氣泡出現(xiàn)；若有不溶物則濾出，投入氫氧化鈉溶液中看其是否溶解解析：SiO2不溶于除氫氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于鹽酸，且CaCO3溶于鹽酸有氣泡生成，SiO2可以溶于NaOH溶液。答案：D6下列關(guān)于硅酸的說法正確的是()A硅酸可以通過SiO2和水的化合反應(yīng)制得B用反應(yīng)Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3(膠體)制取硅酸是利用了可溶性酸制難溶性酸的原理C硅酸難溶于水，不能與NaOH溶液反應(yīng)D硅膠可用作袋裝食品的干燥劑解析：SiO2不溶于水也不能與水反應(yīng)生成硅酸，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)中反應(yīng)是利用了強(qiáng)酸制弱酸的原理，B項(xiàng)錯(cuò)誤；硅酸雖難溶于水，但可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成硅酸鹽，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D7下列關(guān)于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的說法不正確的是()A兩者均為弱酸B兩者均可使紫色石蕊試液變紅色CCO2氣體通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸D兩者受熱時(shí)均可以分解解析：硅酸不能使紫色石蕊試液變紅，B錯(cuò)誤。因?yàn)镠2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3，故可以用H2CO3制備H2SiO3：CO2H2ONa2SiO3=Na2CO3H2SiO3。答案：B8下列說法正確的是()A硅酸不溶于水，因此不與NaOH溶液反應(yīng)B根據(jù)SiO2CaCO3CaSiO3CO2的反應(yīng)，可推知硅酸酸性比碳酸酸性強(qiáng)CCO2氣體通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸DSiO2溶于水顯酸性解析：硅酸不溶于水，但與NaOH溶液反應(yīng)：H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)中該反應(yīng)之所以能發(fā)生是在高溫條件下，CO2以氣體形式逸出，使反應(yīng)進(jìn)行得比較徹底，是利用SiO2、CO2沸點(diǎn)的不同，而不是利用硅酸、碳酸酸性的強(qiáng)弱；C項(xiàng)符合“強(qiáng)酸制弱酸”的一般規(guī)律；SiO2不溶于水，也不能與水反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C提素養(yǎng)9能證明碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)的事實(shí)是()A二氧化碳溶于水生成碳酸，二氧化硅不溶于水也不直接與水反應(yīng)生成硅酸B在高溫條件下，二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)，生成硅酸鈉和二氧化碳C二氧化硅的熔點(diǎn)比二氧化碳高D二氧化碳通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色膠狀沉淀解析：要證明碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，依據(jù)較強(qiáng)酸制較弱酸原理，因?yàn)镠2CO3與硅酸鹽反應(yīng)生成硅酸，故D項(xiàng)正確。酸性與溶解性、非水條件下反應(yīng)及熔點(diǎn)無關(guān)。答案：D10純二氧化硅可用下列流程制得。下列說法不正確的是()AX可用作木材防火劑B步驟的反應(yīng)是Na2SiO3H2SO4=H2SiO3Na2SO4C步驟中的稀硫酸可用CO2來代替D步驟若在實(shí)驗(yàn)室完成，一般在蒸發(fā)皿中進(jìn)行解析：X為硅酸鈉溶液，可用作木材防火劑，A正確；步驟的反應(yīng)是Na2SiO3H2SO4=H2SiO3Na2SO4，B正確；碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，故步驟中的稀硫酸可用CO2來代替，C正確；步驟為硅酸固體的灼燒，若在實(shí)驗(yàn)室完成，一般在坩堝中進(jìn)行，D錯(cuò)誤。答案：D11指出下列反應(yīng)SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在AE選項(xiàng)中選擇正確答案填入括號內(nèi)。(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()(2)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2()(3)SiO22CSi2CO()(4)SiO23CSiC2CO()(5)SiO24HF=SiF42H2O()A作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B氧化性C酸性氧化物的通性D將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來E未參與氧化還原反應(yīng)解析：(1)中SiO2表現(xiàn)的是酸性氧化物的性質(zhì)。(3)中是SiO2得電子，顯氧化性。(4)中得失電子的是C，SiO2未參與得失電子。(5)是雕刻玻璃的反應(yīng)。答案：(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A12下表中括號內(nèi)物質(zhì)是雜質(zhì)，試將除雜試劑及分離方法填入表內(nèi)。混合物SiO2(Si)CO2(SO2)NaHCO3(Na2SiO3)SiO2(NaCl)除雜試劑除雜方法答案：混合物SiO2(Si)CO2(SO2)NaHCO3(Na2SiO3)SiO2(NaCl)除雜試劑氧氣飽和NaHCO3溶液通入足量CO2水除雜方法加熱洗氣過濾過濾13.已知A是一種裝飾品的主要成分，根據(jù)如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列問題。