第三節(jié)無機非金屬材料第3課時

硅酸和硅酸鹽第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素1.掌握硅酸的制備、用途及化學(xué)性質(zhì)2.了解硅酸鹽的性質(zhì)學(xué)習(xí)目標硅酸不溶于水狀態(tài)：溶解性：白色粉末狀固體顏色：物理性質(zhì)硅酸(1)弱酸性：不溶于水[唯一不溶于水的酸]的二元弱酸，硅酸不能使紫色石蕊溶液變紅色硅酸化學(xué)性質(zhì)[思考]SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不溶于水，如何由SiO2制取H2SiO3?實驗室用可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制備—強酸制弱酸SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2ONa2SiO3＋2HCl=H2SiO3↓＋2NaCl硅酸實驗室制取硅酸[實驗過程]在試管中加入3~5mLNa2SiO3溶液，滴入1~2滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴加入稀鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時停止，靜置。仔細觀察變化過程及其現(xiàn)象硅酸實驗室制取硅酸實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論化學(xué)方程式Na2SiO3＋2HCl=H2SiO3(膠體)＋2NaClNa2SiO3溶液呈堿性硅酸為不溶于水的白色固體溶液變?yōu)榧t色溶液由紅色變?yōu)闊o色，有白色膠狀沉淀物生成[思考]H2SiO3的酸性比HCl弱，那么，H2SiO3酸性與H2CO3相比較如何呢？請設(shè)計實驗論證你的推斷。硅酸[理論分析]將H2CO3滴入Na2SiO3溶液中即可，但H2CO3不穩(wěn)定，易分解為CO2，故只需要將CO2通入Na2SiO3溶液中，所需要的CO2通過實驗制取石灰石，稀鹽酸，硅酸鈉溶液[實驗用品]酸性強弱：碳酸>硅酸透明的硅酸凝膠生成[實驗現(xiàn)象][實驗結(jié)論]Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3[思考]該實驗裝置還有何缺陷？應(yīng)如何改進？硅酸應(yīng)避免HCl進入Na2SiO3溶液中發(fā)生反應(yīng)可在試管前加盛飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶或者把鹽酸換成硫酸(1)弱酸性：硅酸化學(xué)性質(zhì)(酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3)(2)不穩(wěn)定(比H2CO3穩(wěn)定)，受熱易分解H2SiO3=H2O+SiO2硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水就形成干膠，稱為“硅膠”。

透明小球是硅酸逐漸聚合而形成的膠體-硅酸溶膠，硅酸濃度較大時，則形成軟而透明的、膠凍狀的硅酸凝膠（能流動），經(jīng)干燥脫水就形成硅酸干膠，稱為“硅膠”(不能流動)。硅膠多孔，吸附水分能力強，常用做實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。硅膠硅膠藍色硅膠干燥劑（氯化鈷）橙色硅膠干燥劑（甲基紫）鈷的不同離子顏色不同，添加CoCl2是為了指示干燥劑是否失效其主要成分為二氧化硅，顏色隨濕度不同而變化，除具有不含CoCl2，無毒、無味、無害等優(yōu)點硅膠硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱定義:性質(zhì):一般不溶于水(除Na、K鹽外)化學(xué)穩(wěn)定性高。種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、構(gòu)成地殼的骨架表示方法：①用鹽的化學(xué)式表示，如Na2SiO3

②用氧化物形式表示，如Na2O?SiO2原則：活潑金屬氧化物·較活潑金屬氧化物·SiO2·H2O用氧化物的形式來表示硅酸鹽的組成，但硅酸鹽不是由氧化物組成的，是純凈物，屬于鹽類注意事項：①元素化合價不變、原子比例不變②計量數(shù)以整數(shù)書寫③多種金屬同時存在，活潑的寫在前面硅酸鹽硅酸鹽代表——硅酸鈉硅酸鈉的化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩(wěn)定性好。(1)俗名：泡花堿，水溶液俗稱水玻璃(2)物理性質(zhì)：白色固體，可溶于水(3)化學(xué)性質(zhì)：與酸反應(yīng)：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3(膠體)Na2SiO3＋CO2(少)＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3(膠體)Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(過)=H2SiO3(膠體)＋2NaHCO3與CO2反應(yīng)：(4)用途：①制硅酸

②黏合劑(礦物膠)

③耐火阻燃材料

④防腐劑硅酸鹽硅酸鈉的阻燃作用1.下列說法不正確的是(

)A．SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，因此可用氫氟酸刻蝕玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C．氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4D．石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能，不是石英D實戰(zhàn)演練2．下列離子方程式不正確的是(

)A．石英與燒堿反應(yīng)：SiO2＋2OH-=SiO32-＋H2OB．硅與燒堿反應(yīng)：Si＋2OH-=SiO32-＋H2↑C．硅酸鈉溶液中通入少量CO2：SiO32-＋CO2＋H2O=CO32-＋H2SiO3↓D．往水玻璃中加入鹽酸：2H＋＋SiO32-=H2SiO3↓Si＋2OH－＋H2O=SiO32-＋2H2↑B實戰(zhàn)演練3．下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中不正確的是(

)A．這是一種礦物膠，既不易燃燒也不易腐蝕B．在建筑工業(yè)上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料C．木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D．水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì)D水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但在空氣中易與二氧化碳反應(yīng)生成硅酸。實戰(zhàn)演練4．下列關(guān)于材料的敘述中正確的是()A．氮化硅陶瓷耐高溫，可用來制造汽車發(fā)動機B．鋼化玻璃屬于新型無機非金屬材料C．水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料都不溶于水，所以硅酸鹽都不溶于水D．新型陶瓷材料種類很多，但是都屬于硅酸鹽A.鋼化玻璃是把普通玻璃高溫軟化，迅速降溫獲得的機械強度增大的玻璃，成分還是硅酸鹽，屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料ANa2SiO3是可溶的D.新型陶瓷中的壓電陶瓷就不屬于硅酸鹽實戰(zhàn)演練5.下列有關(guān)硅及其化合物的說法中正確的是(

)A.硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中B.反應(yīng)①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反應(yīng)②Na2CO3＋SiO2=Na2SiO3＋CO2↑，兩反應(yīng)是相互矛盾的，不可能都發(fā)生C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均屬于硅酸鹽材料D.硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料高溫石英玻璃的主要成分是二氧化硅硅酸鈉是顯堿性的鹽,有黏性,將磨口玻璃塞與試劑瓶黏住B.反應(yīng)②Na2CO3＋SiO2=Na2SiO3＋CO2↑是在高溫下進行的，CO2為氣體，逸出可使平衡正向移動，促使反應(yīng)繼續(xù)進行高溫D6．由下列實驗事實得出的結(jié)論正確的是(

)A．由SiO2不能與水反應(yīng)生成H2SiO3可知，SiO2不是H2SiO3的酸酐B．由SiO2＋2C=Si＋2CO↑可知，碳的非金屬性強于硅C．CO2通入Na2SiO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，可知酸性H2CO3>H2SiO3D．SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)，也可與氫氟酸反應(yīng)，可知SiO2為兩性氧化物高溫還原性C>SiSiO2是H2SiO3的酸酐CO2＋Na2SiO3＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3CSiO2和堿溶液反應(yīng)生成鹽和水，是酸性氧化物實戰(zhàn)演練7．大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式或用途不相符的一組是(

)選項俗名主要成分(化學(xué)式)用途A石英SiO2集成電路板B純堿Na2CO3制備玻璃C水玻璃Na2SiO3制備硅膠D鐵紅Fe2O3用作油漆和涂料石英主要用于生產(chǎn)玻璃，也可用于制造光導(dǎo)纖維，晶體硅才用于制作集成電路板。A8．為了證明一氧化碳具有還原性，有人設(shè)計了下列實驗：(1)裝置B中最適宜的試劑是______________________(2)裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________________(3)必須用裝置C吸收除去氣體中水蒸氣的理由是____________________________________________飽和NaHCO3溶液水蒸氣進入D中在高溫下能跟碳反應(yīng)產(chǎn)生H2，H2也能