1011高中化学 3.3.2 二氧化硅与信息材料课时讲练通课件 苏教版必修1.ppt

典例1 某化学兴趣小组的学生捡到一块矿石 观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色 投入水中没有任何变化 再向水中加浓盐酸至过量 矿石部分溶解 并有大量无色气体生成 学生猜测该矿石可能由caco3 sio2 fe2o3三种成分组成 试设计实验证明caco3以外的两种成分 仅限选择的仪器和试剂 烧杯 试管 玻璃棒 滴管 药匙 漏斗 漏斗架 2mol l盐酸 2mol lnaoh溶液 2 kscn溶液 1 将实验方案用以下流程示意图表示 试写出每步所用试剂名称或化学式 试剂 试剂 试剂 2 如果猜测是成立的 试根据上述实验方案 叙述实验操作 预期现象和结论 思路点拨 解答本题可依据以下两点 1 检验fe3 用kscn溶液 显红色 2 sio2溶于naoh溶液 再加盐酸得不溶于水的h2sio3沉淀 自主解答 由题意和实验方案可知 加入盐酸后产生的气体是co2 残渣是sio2 滤液中的溶质是cacl2和fecl3 要检验fe3 可用kscn溶液 检验残渣sio2可先用naoh溶液溶解 再加入稀盐酸 看是否有沉淀生成 答案 1 kscn溶液naoh溶液盐酸 2 典例2 硅单质是从它的氧化物中提取出来的 主要的化学反应如下 sio2 2csi 2co 石英砂 焦炭 电炉 粗硅 粗硅转变为纯硅 常用方法 si 粗硅 2cl2sicl4 液态 sicl4 2h2si 纯 4hcl 根据以上反应 回答下列问题 1 在制粗硅的反应中 焦炭的作用是 2 在由粗硅制取纯硅的反应中 cl2与si的反应属于 填四大基本反应类型 sicl4与h2的反应属于 同前一个空 h2的作用是 3 在提纯的两个反应中还有一个重要的实验操作 应该是 填操作名称 思路点拨 对于这类题目 题给信息比较清楚 关键是处理这些信息 然后考虑问题的核心 怎样回答是最符合题意的 自主解答 由题中的信息可得 这是考查硅的制取和提纯的一个问题 第一个方程式是硅的制取 由c和sio2在电炉中加热得粗硅 由方程式很容易得出 c是还原剂 而后 生成的粗硅与cl2发生化合反应 得液态的sicl4 除掉杂质 再让sicl4与h2反应 可得到高纯硅 实质上是h2置换出了硅 h2作了还原剂 两步提纯的中间应将得到的sicl4与杂质分离开 可以用蒸馏的方法 将其分离开 答案 1 作还原剂 2 化合反应置换反应作还原剂 3 蒸馏 知识点一 二氧化硅的性质及应用1 2010 东莞高一检测 2009年的诺贝尔物理奖得主之一 美籍华裔物理学家高锟被誉为 光纤之父 光纤通信是70年代后期发展起来的一种新型通信技术 目前长距离光纤通信系统已投入使用 光纤通信的光学纤维是由下列哪种物质经特殊工艺制成的 a 石墨b 石英c 石灰石d 单质硅 解析 选b 由所学知识很容易得出 二氧化硅是制光纤的主要原料 所以答案选b 2 双选 下列说法正确的是 a 二氧化硅是酸性氧化物 它可以跟碱反应 但不能跟任何酸反应b 根据反应sio2 caco3casio3 co2 可推知硅酸的酸性比碳酸的酸性强c 二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸d 二氧化硅是制取玻璃的主要原料 解析 选c d 二氧化硅是酸性氧化物 但它可以跟氢氟酸反应 sio2 4hf sif4 2h2o 反应sio2 caco3casio3 co2 只有在高温条件下才能进行 由于co2是气体 生成后脱离反应体系使得反应继续进行 但这不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强 酸性强弱的比较 是靠它们在水溶液中电离出h 的难易程度 如 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 符合强酸制弱酸的规律 也可说明碳酸的酸性比硅酸强 制取玻璃的原料有石英 纯碱 石灰石 知识点二 硅的性质及应用3 下列有关物质用途的说法中 正确的是 a 二氧化硅可用来制造半导体材料b 硝酸常用作金属铜加工前的酸洗c 氢氧化钠可用于治疗胃酸过多d 三氧化二铁常用作红色油漆和涂料 解题提示 胃酸的主要成分是盐酸 浓度比较大 当其浓度大于人的正常承受范围后 人感觉不适 治疗胃酸过多 实际就吃一些能与胃酸反应的物质 但这些物质还不能有强烈的腐蚀性 对人体还不能有其他危害等 解析 选d 由前面所学知识硅才是用来作半导体材料的物质 而硝酸具有强氧化性 与铜能发生反应 所以硝酸不能用来洗金属铜 氢氧化钠碱性太强 具有强烈的腐蚀性 不能用来治疗胃酸过多 只有d是正确的 4 下列反应中属于氧化还原反应的是 a si 2naoh h2o na2sio3 2h2 b pbo h2so4 pbso4 h2oc na2sio3 6hf na2sif6 3h2od sio2 4hf sif4 2h2o 解析 选a 根据氧化还原反应中有电子转移和化合价的升降可得a 5 获取知识和信息是现代人不可缺少的素质 信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动 1 光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维 利用光缆通讯 能同时传输大量信息 制造光纤电缆的主要原材料的化学式是 它属于 材料 信息产业的核心材料是高纯度的硅 高纯度的单晶硅生产方法之一 近代用得较多的另一种方法 之二 是 用金属硅化物 mg2si 与盐酸作用制得硅烷 再热分解硅烷可得高纯硅 单晶硅可用来制作大规模集成电路 整流器等 硅纯度越高 大规模集成电路的性能就越好 根据上述信息回答以下问题 2 从方法一生产单晶硅的过程看 由碳还原得到的硅为何还要进一步处理 3 写出方法二中 生产高纯硅的两个化学反应方程式 解析 由题意可得 光导纤维的主要原料是sio2 它应属于无机非金属材料 由于碳与sio2反应后所得到的是粗硅 还要进一步提纯 将它用hcl cl2处理得到低沸点sihcl3 便于蒸馏提纯 然后再还原才能得到高纯硅 而方法二中金属硅化物 mg2si 与盐酸作用制得硅烷 再热分解硅烷可得高纯硅的化学方程 式为 mg2si 4hcl 2mgcl2 sih4 sih4si 2h2 答案 1 sio2无机非金属 2 由c还原sio2得到的单质硅中 杂质含量过高 将它用hcl cl2处理得到低沸点sihcl3 便于蒸馏提纯 然后再还原得高纯硅 3 mg2si 4hcl 2mgcl2 sih4 sih4si 2h2 一 选择题 本题包括5个小题 每小题4分 共20分 1 现有石灰石 二氧化硅 硅酸钠三种白色粉末 要用一种试剂鉴别 可选用 a 氢氧化钠溶液b 盐酸c 硝酸银溶液d 氯化钙溶液 解析 选b 盐酸与石灰石反应会生成气体 与二氧化硅不发生反应 与硅酸钠反应会有白色沉淀生成 所以选b 2 下列物质中 既不能与盐酸反应 又不能与烧碱溶液反应的是 a 水玻璃b 二氧化硅c 一氧化碳d 氧化铝 解析 选c 由题意可知 na2sio3 2hcl h2sio3 2nacl sio2 2naoh na2sio3 h2o 而氧化铝既可以与盐酸反应 又可以与氢氧化钠反应 所以只有co与两种物质都不反应 3 向下列物质的饱和溶液中通入co2 不发生反应的是 a naalo2b nahso4c na2sio3d ca clo 2 解析 选b naalo2 co2 2h2o nahco3 al oh 3 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 ca clo 2 co2 h2o caco3 2hclo 由此可得选b 4 能贮存在带磨口塞的玻璃试剂瓶中的试剂是 a koh溶液b 氢氟酸c 水玻璃d 浓h2so4 解析 选d 由题意可得 能贮存在磨口塞的玻璃试剂瓶中的试剂 应当是非碱性的试剂 也不能是氢氟酸 因为碱性试剂能与玻璃中的sio2反应生成na2sio3是一种粘合剂 而氢氟酸能腐蚀玻璃 所以应选浓硫酸 5 等质量的si和o2在密闭容器中反应后 剩下固体中含氧质量分数是 a 50 b 50 c 50 d 不能确定 解析 选b 由题意可知 si与o2在密闭容器中反应后 生成的是sio2 但是 等质量的两种物质 在一起时 由方程式 si o2sio2可得 硅有剩余 假设两种物质都是32g 则反应掉的o2为32g 但硅只反应掉28g 余4g 但余下的4g仍在固体中 所以得出o占固体质量的50 二 非选择题 本题包括1个小题 共10分 6 2010 福州高一检测 请按要求回答下列问题 1 硅材料 又被称为信息材料 其中广泛用于光导纤维的材料是 填化学式 下同 作为半导体材料广泛用于制造集成电路的是 2 用氢氟酸刻蚀玻璃的化学方程式 3 镁带着火时 不能用液态co2灭火剂来灭火的原因是 用化学方程式表示 4 写出氯气通入ki溶液中反应的离子方程式 5 高温下用sio2制取粗硅的化学方程式 解析 1 光导纤维的材料是sio2 制造集成电路的材料是单质硅 2 玻璃中的sio2与氢氟酸反应 生成sif4气体和水 3 co2能与mg反应生成mgo和单质碳 4 氯气能将ki中的i 氧化成i2 5 高温下c可以还原sio2生成si 答案 1 sio2si 2 sio2 4hf sif4 2h2o 3 2mg co22mgo c 4 cl2 2i 2cl i2 5 sio2 2csi 2co 1 6分 下列叙述正确的是 a co2通入na2sio3溶液中可以得到硅酸b 因为高温时sio2与na2co3反应放出co2 所以硅酸的酸性比碳酸强c sio2是酸性氧化物 它不溶于水也不溶于任何酸d 在制玻璃 制水泥的工业生产中 都需要的原料之一是石灰 解析 选a 由题意可得 高温下 sio2与na2co3反应放出co2 是由于生成co2气体挥发掉的原因 而不是酸性强弱的原因 sio2是酸性氧化物 但它能与氢氟酸反应 在制玻璃 制水泥的工业生产中 都需要的原料之一是石灰石 而不是石灰 石灰石指caco3 石灰指ca oh 2 2 14分 含a元素的一种单质是一种重要的半导体材料 含a元素的一种化合物c可用于制造高性能的现代通讯材料 光导纤维 c与烧碱反应生成含a元素的化合物d 1 易与c发生化合反应的酸是 反应的化学方程式是 2 将c与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成d 同时还生成b的最高价氧化物e 将全部的e与全部的d在足量的水中混合后 又发生化学反应生成含a的化合物f 写出生成d和e反应的化学方程式 要将纯碱高温熔化 下列坩锅中不可选用的是 a 普通玻璃坩埚b 石英玻璃坩埚c 氧化铝坩埚d 铁坩埚 3 100gc与石灰石的混合物充分反应后 生成的气体在标准状况下的体积为11 2l 100g混合物中石灰石的质量分数是 解析 1 c为sio2 能与sio2反应的酸只有氢氟酸 2 sio2与na2co3高温下反应生成na2sio3和co2 故含sio2的材料 普通玻璃 石英玻璃以及al2o3等都能与na2co3在