高中化學專題基礎材料和含硫化合物含硅礦物與信息材料蘇教必修

第二單元含硅礦物與信息材料專題3

基礎材料和含硫化合物[學習目標定位]1.知道硅在自然界的存在形式和硅酸鹽產(chǎn)品的重要應用，會用氧化物的形式表示復雜硅酸鹽的組成。2.知道硅及其重要化合物二氧化硅的性質及其應用。新知導學達標檢測內容索引新知導學氧1.硅元素的存在形式一、硅酸鹽化合氧化物+42.硅酸鹽的組成與性質Na2O·SiO2不K2O·Al2O3·6SiO2相關視頻用氧化物形式表示硅酸鹽的組成(1)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)氧化物之間以“·”隔開。(3)在氧化物前面按化學式中的比例添加數(shù)字。(4)若出現(xiàn)分數(shù)時應化為整數(shù)。歸納總結3.最簡單的硅酸鹽硅酸水玻璃產(chǎn)品原料主要設備主要成分水泥石灰石、黏土水泥回轉窯3CaO·SiO2，2CaO·SiO2，3CaO·Al2O3玻璃純堿、石灰石、石英砂玻璃窯Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土

硅酸鹽4.三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品例1下列敘述正確的是A.硅酸鈉是硅酸鹽，但不能溶于水B.電影銀幕用水玻璃浸泡，主要是為了防腐C.建筑工業(yè)常用水玻璃作黏合劑D.用水玻璃浸泡鐵道的木制枕木，主要是為了防火解析

Na2SiO3既是硅酸鹽，又是鈉鹽，硅酸鹽大多難溶于水，而鈉鹽均易溶于水；浸泡銀幕主要是為了防火，而浸泡枕木主要是為了防腐；水玻璃有黏合作用，常作黏合劑?！檀鸢附馕鼋馕?/p>

根據(jù)硅酸鹽改寫氧化物的要求可以判斷，A中Al2O3和CaO的排列順序有誤；B中化學計量數(shù)出現(xiàn)了分數(shù)；C中正確的寫法應為K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O；D的寫法符合要求。例2用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，其中正確的是A.鈣沸石[CaAl2Si3O10·3H2O]表示為Al2O3·CaO·3SiO2·3H2OB.鎂橄欖石(Mg2SiO4)表示為MgO·SiO2C.鉀云母(K2Al6Si6H4O24)表示為K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2D.滑石(Mg3H2Si4O12)表示為3MgO·4SiO2·H2O√答案解析1.存在天然存在的二氧化硅有：沙子、石英、水晶、硅藻土等。2.性質(1)物理性質熔點

，硬度

；

溶于水。二、二氧化硅與信息材料高大不(2)化學性質SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2OSiO2+4HF===SiF4↑+2H2O3.用途(1)沙子是基本的建筑材料。(2)純凈的二氧化硅是現(xiàn)代光學及光纖制品的基本原料，可以制作_____

。(3)

和

制作飾物和工藝品。(4)實驗室中使用石英坩堝。光導纖維石英瑪瑙(1)SiO2和CO2物理性質差別很大，常溫下SiO2是堅硬的固體，而CO2為氣體。(2)SiO2和CO2都屬于酸性氧化物，但SiO2與水、酸不反應，能與氫氟酸反應，能與堿、堿性氧化物反應。(3)高溫下，SiO2能與碳酸鈉、碳酸鈣反應。歸納總結例3關于二氧化硅，下列敘述正確的是________(填序號)。①化學性質不活潑，熔融氫氧化鈉固體可用石英坩堝②是酸性氧化物，溶于水顯酸性，不溶于任何酸③物理性質與二氧化碳相似④SiO2晶體是由SiO2分子直接組成的⑤水晶、石英、沙子、瑪瑙、光導纖維的主要成分均是SiO2⑥光導纖維在強堿性條件下易發(fā)生“斷路”答案解析⑤⑥解析

①SiO2晶體是由原子構成的空間網(wǎng)狀結構，化學性質穩(wěn)定，SiO2與NaOH發(fā)生反應，熔融NaOH固體不能用石英坩堝，①不正確；②SiO2屬于酸性氧化物，與H2O不反應，但能與HF反應，②不正確；③SiO2與CO2結構不同，物理性質差別很大，③不正確；④SiO2晶體是由Si、O原子構成的，不含SiO2分子，④不正確；⑤正確；⑥光導纖維主要成分為SiO2，SiO2與堿反應，因此易發(fā)生“斷路”，⑥正確。解析

二氧化硅是硅原子和氧原子按1∶2的數(shù)目比形成的具有立體網(wǎng)狀結構的晶體，是熔點高、硬度大的固體；二氧化硅是一種不溶于水的酸性氧化物，與水不反應；磨口玻璃塞中的二氧化硅能與氫氧化鈉溶液反應，生成具有粘性的硅酸鈉，容易使玻璃塞與瓶口粘結在一起；氫氟酸能腐蝕玻璃，不能用玻璃瓶盛裝氫氟酸，常用塑料瓶盛裝氫氟酸。例4二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列說法不正確的是A.二氧化硅是一種立體網(wǎng)狀結構的晶體，熔點高、硬度大B.二氧化硅為酸性氧化物，能與水反應生成硅酸C.實驗室不能用磨口玻璃塞試劑瓶盛放氫氧化鈉溶液D.氫氟酸能雕刻玻璃，不能用玻璃瓶盛放氫氟酸√答案解析思維啟迪(1)盛放堿性溶液(如氫氧化鈉溶液)的試劑瓶應用橡膠塞或軟木塞，而不能用磨口玻璃塞。(2)氫氟酸不能用玻璃瓶盛放，常用塑料瓶盛放氫氟酸。(3)石英坩堝不能熔融氫氧化鈉等堿性固體。1.單質硅的結構單質硅有晶體硅和無定形硅兩類。晶體硅結構如圖所示：(1)具有

形的網(wǎng)狀結構；(2)與

的結構相似。三、單質硅及其制取正四面體金剛石2.單質硅的性質(1)物理性質①晶體硅是一種帶有

的灰黑色固體，根據(jù)其結構分析可知，晶體硅熔點

、硬度

、有脆性。②導電性介于

之間，是良好的

材料。金屬光澤高大導體和絕緣體半導體(2)化學性質①加熱時硅能與氧氣、氯氣、碳等發(fā)生反應。寫出硅與氯氣反應的化學方程式：___________________。②常溫下，硅能與F2、HF反應，寫出硅與氫氟酸反應的化學方程式：_________________________。③寫出常溫下硅與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：__________________________________。Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑3.單質硅的制備單質硅常用二氧化硅來制取，主要分為兩個階段：(1)用碳還原二氧化硅制備粗硅，反應的化學方程式是______________________________。(2)將粗硅先與氯氣反應，其產(chǎn)物用氫氣還原制備純硅，反應的化學方程式是_____________________，____________________________。Si(粗)＋2CO↑(1)硅在自然界中以化合態(tài)存在，工業(yè)上常以二氧化硅為原料來制取單質硅。(2)單質硅常用作半導體材料和合金材料。歸納總結例5我國具有獨立知識產(chǎn)權的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補了我國計算機制造史上的一項空白。下列對晶體硅的有關敘述正確的是A.晶體硅和金剛石的物理性質相似B.晶體硅的性質不活潑，常溫下不與任何物質發(fā)生反應C.晶體硅是一種良好的半導體材料，但是它的提煉工藝復雜，價格昂貴D.晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導電答案√解析解析

晶體硅的結構與金剛石相似，是具有正四面體形的空間立體網(wǎng)狀結構，所以物理性質與金剛石相似，熔、沸點高，硬度大；硅的化學性質不活潑，但常溫下可與F2、HF和強堿反應；晶體硅是一種良好的半導體材料，被廣泛使用；晶體硅雖然具有金屬光澤，但它屬于非金屬單質。學習小結硅及其化合物的轉化關系達標檢測1.(2018·諸暨中學段考)手機芯片是一種在半導體材料上集合多種電子元器件的電路模塊。下列可用作半導體材料的是A.鋁 B.二氧化硅 C.鐵 D.硅答案12345解析√解析

鋁、鐵都是導體；二氧化硅是氧化物，是絕緣體；而硅導電性介于導體與絕緣體之間，是良好的半導體材料。62.下列有關硅酸鹽的說法中正確的是A.硅酸鹽中的陰離子都是B.硅酸鹽都難溶于水C.通常用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，說明硅酸鹽就是由各種氧化

物組成的D.Na2SiO3是一種最簡單的硅酸鹽，其水溶液可用作黏合劑√答案解析123456解析

硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，它包含結構簡單的硅酸鹽(如Na2SiO3)，也包含結構復雜的硅酸鹽，A項錯誤；簡單的硅酸鹽中有少數(shù)溶于水，如Na2SiO3、K2SiO3等，B項錯誤；對于硅酸鹽，氧化物的形式僅僅是一種表達方式，并不是說它就是由氧化物組成的，C項錯誤。1234563.下列關于硅酸鹽工業(yè)的敘述正確的是A.普通玻璃的主要成分可以表示為Na2O·CaO·6SiO2，說明玻璃為純凈物B.陶瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品C.制玻璃、水泥時都用到了石灰石和黏土D.制玻璃的過程中發(fā)生了反應：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，

說明酸性：H2SiO3>H2CO3答案12345√6解析解析

普通玻璃的主要成分可以表示為Na2O·CaO·6SiO2，還含有其他雜質，因此玻璃屬于混合物，A錯誤；陶瓷、玻璃、水泥都屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品，B正確；制造玻璃的主要原料是石灰石、純堿和石英，制造水泥的主要原料是石灰石、黏土和輔助原料，C錯誤；1234564.下列二氧化硅的用途不正確的是A.水晶可用來制造電子產(chǎn)品的重要部件和光學儀器B.純凈的二氧化硅是制造光導纖維的重要原料C.石英玻璃常用來制造耐高溫的化學儀器D.硅藻土常用作吸附劑和氣體的干燥劑答案12345√6解析

硅藻土常用作吸附劑和催化劑的載體。解析5.下列有關硅的說法不正確的是A.硅是人類將太陽能轉換為電能的常用材料B.硅的導電性介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料C.硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質反應D.加熱到一定程度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應答案12345解析√6解析

A項，晶體硅常用作制造太陽能電池的材料，實現(xiàn)太陽能轉化成電能，正確；B項，硅的導電性介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料，正確；C項，硅的化學性質不活潑，在常溫下能與F2、HF等物質發(fā)生反應，錯誤；D項，在加熱條件下，硅單質能與氯氣、氧氣等物質發(fā)生反應，正確。1234566.硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質量的90%以上。(1)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為______________________________，工藝師常用________(填物質名稱)來雕刻玻璃。答案12345SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O解析

SiO2與NaOH溶液反應的化學方程式為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃。解析6氫氟酸(3)工業(yè)上