專題3含硅礦物與信息材料

1、第三單元含硅礦物與信息材料學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解硅在自然界的存在形式，了解硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品。2.學(xué)會將硅酸鹽的化學(xué)式書寫成氧化物的形式的方法和技巧。3.掌握陶瓷、水泥、玻璃等重要的硅酸鹽產(chǎn)品。4.知道二氧化硅的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。(重點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知1硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品(1)硅酸鈉Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗稱“水玻璃”或“泡花堿”，是建筑行業(yè)的一種黏合劑，用水玻璃浸泡的木材、紡織品既耐腐蝕又不易著火。(2)氧化物表示硅酸鹽組成相對復(fù)雜的硅酸鹽，用氧化物的形式表示其組成。如鋯石：ZrO2·SiO2、紅柱石：Al2O3·SiO2、鎂橄欖石：2MgO

2、·SiO2、長石(KAlSi3O8) K2O·Al2O3·6SiO2。(3)硅酸鹽產(chǎn)品三種硅酸鹽產(chǎn)品比較：硅酸鹽產(chǎn)品生產(chǎn)原料主要設(shè)備主要成分水泥石灰石、黏土水泥回轉(zhuǎn)窯硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣石膏：調(diào)節(jié)水泥的硬化速率玻璃純堿、石灰石、石英玻璃熔爐Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2或Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土提醒：硅酸鹽的表示方法(1)將硅酸鹽中所有元素都寫成氧化物(二氧化硅和氧化物組合)。氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水。(2)氧化物之間用“·”隔開。(3)在氧化物前面按

3、化學(xué)式中的比例添加數(shù)字。(4)書寫原則：硅酸鹽中各元素化合價及原子個數(shù)比保持不變。(4)分子篩多數(shù)硅酸鹽具有分子篩的作用，可以篩分分子。2二氧化硅與信息材料(1)二氧化硅SiO2是一種熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大的氧化物，除可用于制作光學(xué)鏡片、石英坩堝外，還可用于制造光導(dǎo)纖維。SiO2存在于沙子、石英、水晶、硅藻土中。(2)信息材料光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2，光導(dǎo)纖維導(dǎo)光能力很強(qiáng)，可制作光纜。硅晶體的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是重要的半導(dǎo)體材料，應(yīng)用于電子工業(yè)。(3)硅的性質(zhì)與工業(yè)制備性質(zhì)硅晶體的熔、沸點(diǎn)都很高，硬度也很大，是一種半導(dǎo)體材料。與氧氣、氯氣、硝酸、硫酸都很難發(fā)生反應(yīng)。硅的工業(yè)制備基

4、礎(chǔ)自測1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)硅酸鈉可以改寫為Na2O·SiO2，故硅酸鈉是混合物，含有Na2O和SiO2。(2)硅酸鈉俗稱水玻璃，是一種防火劑。()(3)硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)物質(zhì)。()(4)硅元素在自然界中既有化合態(tài)，又有游離態(tài)。()(5)SiO2可以制造光導(dǎo)纖維。()(6)SiO2是酸性氧化物，與任何酸都不能發(fā)生反應(yīng)。()(7)利用石英坩堝可熔融NaOH固體。()(8)向Na2SiO3溶液中通入CO2，有白色膠狀沉淀產(chǎn)生，可證明酸性：H2CO3>H2SiO3。()(9)NaOH溶液、Na2SiO3溶液和氫氟酸均不能用玻璃試劑瓶保存。

5、()(10)KAlSi3O8可以寫成K2O·Al2O3·3SiO2。()【答案】(1)×(2)×(3)(4)×(5)(6)×(7)×(8)(9)×(10)×2胃舒平的主要成分是氫氧化鋁，同時含有三硅酸鎂(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。(1)三硅酸鎂的氧化物形式為_。(2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是_。aAl2O3、MgO和SiO2都不溶于水 bAl2O3、MgO和SiO2都是白色固體cAl2O3、MgO和SiO2都是氧化物dAl2O3、MgO和SiO2都有很高

6、的熔點(diǎn)(3)寫出SiO2與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_?！敬鸢浮?1)2MgO·3SiO2·nH2O(2)ad(3)SiO24HF=SiF42H2O合 作 探 究·攻 重 難硅及其化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用思考交流(1)保存NaOH溶液的試劑瓶為什么不能用玻璃塞？【提示】磨口玻璃塞中的SiO2能和NaOH發(fā)生反應(yīng)：SiO22NaOH=Ns2SiO3H2O，生成的Na2SiO3有黏性，將瓶口和瓶塞黏結(jié)。所以保存NaOH溶液的試劑瓶不用玻璃塞，一般用木塞或橡膠塞。(2)SiO22CSi2CO，C能從SiO2中置換出Si，能說明C的還原性比硅強(qiáng)嗎？此反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的

7、量之比為多少？【提示】C可在高溫下從SiO2中置換出Si，反應(yīng)方程式為SiO22CSi2CO，此反應(yīng)由于在高溫條件下且生成的CO是氣體，離開了反應(yīng)體系因而使反應(yīng)可以順利進(jìn)行，不能說明C的還原性比硅強(qiáng)。12。(3)SiO2既可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，又可與氫氟酸反應(yīng)，它屬于兩性氧化物嗎？【提示】SiO2不是兩性氧化物。因為SiO2只與氫氟酸反應(yīng)(HF的特性)而不與其他的酸反應(yīng)。(4)能否用SiO2與水反應(yīng)制取硅酸？如果制取硅酸，應(yīng)怎樣制??？【提示】不能用SiO2與水反應(yīng)制取硅酸，因為SiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)。制取硅酸的方法為：SiO2先與NaOH溶液反應(yīng)，得到Na2SiO3溶液，再向Na2SiO3

8、溶液中加入鹽酸或通入足量的CO2氣體即可得硅酸。反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO22NaOH=Na2SiO3H2O；Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl或Na2SiO32H2O2CO2=H2SiO32NaHCO3。(5)SiO2與CO2的性質(zhì)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？【提示】相同點(diǎn)：二者均為酸性氧化物，均與堿、堿性氧化物反應(yīng)。不同點(diǎn)：CO2為氣體，與H2O反應(yīng)；SiO2為固體，與H2O不反應(yīng)，但SiO2與氫氟酸反應(yīng)。1硅及其化合物的特性(1)硅的還原性大于碳，但碳能在高溫下還原出硅：SiO22CSi2CO。(2)非金屬單質(zhì)與堿液作用一般無氫氣放出，但硅能與氫氧化鈉等強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出氫氣：Si2N

9、aOHH2O=Na2SiO32H2。(3)非金屬單質(zhì)一般不與酸作用，但硅能與氫氟酸反應(yīng)：Si4HF=SiF42H2。(4)二氧化硅是硅酸的酸性氧化物，但與水不能直接反應(yīng)生成硅酸，二氧化硅卻能與氫氟酸反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O。(5)硅酸(H2SiO3)是一種難溶的弱酸，比H2CO3弱。2硅及其化合物的主要轉(zhuǎn)化對點(diǎn)訓(xùn)練1下列關(guān)于硅和硅的化合物的敘述，不正確的是()二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，都是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)硅是地殼中含量最多的非金屬元素晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的重要原料SiO2分子是由兩個氧原子和一個硅原子組成的SiO2是酸性氧化物，它可溶于水生成硅酸ABC

10、DD地殼中含量最多的非金屬元素為氧；SiO2只是晶體二氧化硅的表示式，表示晶體中硅原子與氧原子個數(shù)比為12；SiO2不溶于水。2下列敘述正確的是()ACO2與SiO2物理性質(zhì)相似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SiCCA項，CO2、SiO2物理性質(zhì)差別較大；B項，SiO2為酸性氧化物，能與HF反應(yīng)，但CO2不與酸反應(yīng)；C項，SiO2能與NaOH溶液反應(yīng)，SiO22NaOH=Na2SiO3H2O；D項，水晶是純凈的SiO2，SiC俗稱金剛砂。3根據(jù)下圖所示A、B、D、E的變化關(guān)系，其中A、B在信息技術(shù)上應(yīng)用廣泛

11、?；卮鹣铝袉栴}： 【導(dǎo)學(xué)號：90512090】(1)寫出A、D的名稱：A_，D_。(2)寫出BA的化學(xué)方程式：_。(3)寫出下列反應(yīng)的離子方程式：BE：_；ED：_?！窘馕觥扛鶕?jù)A、B在信息技術(shù)上應(yīng)用廣泛，再由圖示分析，A與O2反應(yīng)生成B，而B與碳在高溫下反應(yīng)生成A，可推知A是單質(zhì)，B是氧化物。而A、B均能與NaOH溶液反應(yīng)，結(jié)合A、B的用途，應(yīng)確認(rèn)A是硅，B是二氧化硅，則E是硅酸鈉，D是硅酸。【答案】(1)硅硅酸(2)SiO22CSi2CO(3)SiO22OH=SiOH2OSiOCO2H2O=H2SiO3CO當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1近年來科學(xué)家才得知大多數(shù)古瓷中所用顏料為硅酸鹽

12、，如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為2價)，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是()A可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿Dx等于6CBaCuSi2Ox中Ba為2價，Cu為2價，Si為4價，O為2價，由化合價規(guī)則：(2)(2)2×(4)(2)×x0，得x6，則用氧化物形式表示硅酸銅鋇為BaO·CuO·2SiO2，A、D項正確；由題干信息可知硅酸銅鋇性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色，故B項正確，C項錯誤。2生產(chǎn)下列物質(zhì)不需要黏土做原料的是()A水泥B玻璃C陶瓷D磚瓦【答案】B3下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)

13、和用途的敘述中不正確的是()A這是一種礦物膠，既不燃燒也不受腐蝕B在建筑工業(yè)上可以做黏合劑、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水玻璃的試劑瓶可用磨口玻璃塞D水玻璃能夠黏結(jié)玻璃，試劑瓶塞應(yīng)用橡皮塞。4下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：90512091】A硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)BSiO2是制造玻璃的主要原料之一，它在常溫下不與NaOH溶液反應(yīng)C電腦芯片的主要成分是SiO2DCO2通入水玻璃中可以得硅酸DA中硅常溫下能與F2、HF反應(yīng)；B中SiO2常溫下可與NaOH溶液反應(yīng)；C中電腦芯片的主要成分是Si；D中反應(yīng)為Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。5下列敘述正確的是 ()ACO2和SiO2都是酸性氧化物，所以兩者物理性質(zhì)相似B因為CaCO3SiO2CaSiO3CO2，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)CCO2和SiO2都能與碳反應(yīng)，且都作氧化劑DSiO2既能和NaOH反應(yīng)，又能和HF反應(yīng)，所以二氧化硅屬于兩性氧化物CCO2和SiO2都是酸性氧化物，和其物理性質(zhì)無因果關(guān)系，CO2熔、沸點(diǎn)低，硬度小，微溶于水，SiO2的熔、沸點(diǎn)高，硬度大，不溶于水。CO2和SiO2的物理性質(zhì)相差較大，A項不正確；CaCO3SiO2CaSiO3CO2，反應(yīng)進(jìn)行的原因是因為SiO2沸點(diǎn)高，CO2沸點(diǎn)低，而“較強(qiáng)