2011-2012学年高中化学 专题3 从矿物到基础材料 3.3含硅矿物与信息材料同步教学案 苏教版必修1VIP

1 第三单元第三单元 含硅矿物与信息材料第含硅矿物与信息材料第 1 课时课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品硅酸盐矿物与硅酸盐产品 一 硅酸盐 1 概念 硅酸盐是由 组成的化合物的总称 2 硅酸盐的性质 硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质 大多 于水 化学性质很 3 硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成 例如 Na2SiO3 长石 KAlSi3O8 4 最常见的硅酸盐 Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称 能制备 和 二 三种常见的硅酸产品 硅酸盐产品原料 主要 设备 主要成分 水泥石灰石 黏土水泥回转窑 硅酸二钙 2CaO SiO2 硅酸三钙 3CaO SiO2 铝酸三钙 3CaO Al2O3 玻璃纯碱 石灰石 石英玻璃窑 Na2O CaO 6SiO2 陶瓷黏土 知识点 1 硅酸盐的表示方法 1 用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成 不正确的是 A 钙沸石 Ca Al2Si3O10 3H2O CaO Al2O3 3SiO2 3H2O B 镁橄榄石 Mg2SiO4 2MgO SiO2 C 长石 KAlSi3O8 K2O Al2O3 3SiO2 D 高岭石 Al2Si2O5 OH 4 Al2O3 2SiO2 2H2O 2 高岭土的组成可表示为 Al2Si2Ox OH y 其中x y的数值分别是 A 7 2 B 5 4 C 6 3 D 3 6 知识点 2 硅酸盐产品 3 属于硅酸盐材料的是 水泥 玻璃 陶瓷 水晶 A B C D 4 根据水泥和玻璃的生产 总结出硅酸盐工业的一般特点是 生成物是硅酸盐 反应条件是高温 含有硅的物质作原料 反应原理是一系列 复杂的物理化学变化 A B C D 5 下列关于制取玻璃和水泥的共同特点的叙述不正确的是 A 生产设备都是高炉 B 原料中都有石灰石 C 反应都是在高温下进行 2 D 发生的都是复杂的物理化学变化 练基础落实 1 下列关于水玻璃的性质和用途叙述不正确的是 A 水玻璃是一种矿物胶 既不燃烧也不受腐蚀 B 在建筑工业上可作黏合剂耐酸水泥掺料 C 木材 织物浸过水玻璃后 具有防腐性能且不易燃烧 D 水玻璃的化学性质稳定 在空气中不易变质 2 下列说法正确的是 A 水玻璃是硅酸钠 B 红柱石的化学式为 Fe2O3 SiO2 C 玻璃 石英 水泥都是硅酸盐 D 普通玻璃的组成一般为 Na2O CaO 6SiO2 3 Al2O3 2SiO2 2H2O 是 A 混合物 B 氧化物的结晶水合物 C 硅酸盐 D 氧化物 4 下列物质不属于硅酸盐的是 A 黏土 B 硅藻土 C Al2 Si2O5 OH 4 D Mg2SiO4 5 关于硅酸盐的下列叙述中正确的是 大部分硅酸盐难溶于水 硅酸盐是构成地壳岩石的主要成份 可溶性硅酸盐中最 常见的是 Na2SiO3 它的水溶液俗称水玻璃 硅酸盐是由氧化物组成的一类盐 能够稳定存 在 A B C D 练方法技巧 6 月球上有丰富的绿柱石 绿宝石 矿藏 其主要化学成分为 BenAl2Si6O18 也可用氧化 物形式表示为nBeO Al2O3 6SiO2 其n值为 A 1 B 2 C 3 D 4 练综合拓展 7 某科研小组 用含有少量 CaO 和 Fe2O3的高岭土 主要成分 Al2O3 2SiO2 2H2O 试验 新型的净水剂 试验程序如下 已知 Al2O3与纯碱反应的产物是 NaAlO2和 CO2 试回答下列问题 1 写出混合物 A B 滤液 C 沉淀 D 的主要成分 A B C D 2 写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式 3 生成 D 沉淀的离子方程式为 4 该试验中 熔融高岭土可以选用的坩埚有 A 玻璃坩埚 B 瓷坩埚 C 氧化铝坩埚 D 铁坩埚 3 8 氢氧化铝胶囊 碳酸氢钠粉剂都曾用来治疗胃酸过多 三硅酸镁 Mg2Si3O8 nH2O 和 氢氧化铝胶囊一样 且治疗时间更持久 将三硅酸镁写成氧化物形式 写出其中和胃酸 主要成分是 HCl 的化学方程式 9 化合物 A D E 是中学化学中常见的物质 化合物 B C F 中含有两种相同的元素 这些化合物之间存在如图的关系 其中 A 和 B 的反应是一种重要化工生产中的主要反应之一 E 是一种不可缺少的调味品 请回答 1 在 A C E 中含有相同的元素是 2 化合物 C 的化学式是 化合物 A 的水溶液显 性 填 酸 碱 中 3 C 的水溶液和 D 能否发生反应 理由是 第三单元第三单元 含硅矿物与信息材料含硅矿物与信息材料 第第 1 1 课时课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品硅酸盐矿物与硅酸盐产品 基础落实 一 1 硅 氧和金属 2 不溶 稳定 3 Na2O SiO2 K2O Al2O3 6SiO2 4 水玻璃 硅胶 木材防火剂 对点训练 1 C 2 B 依据在化合物中正 负化合价的代数和为零 代入数值验证即可 3 D 水晶的成分是 SiO2 不是硅酸盐 4 D 5 A 高炉是炼铁的设备 课后作业 1 D Na2SiO3的水溶液叫水玻璃 是一种矿物胶 通常用作耐火材料 硅酸比碳酸弱 故在空气中易变质生成硅酸 Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 2 D 3 C 4 C 硅藻土的主要成分是 SiO2 不属于硅酸盐 5 B 6 C 将硅酸盐改写时 各氧化物按如下顺序书写 按金属的活泼性顺序写出各氧化 物 二氧化硅 H2O 改写过程中应遵守元素守恒 据氧原子守恒得 18 n 3 6 2 解得n 3 7 1 NaAlO2和 Na2SiO3 AlCl3和 H2SiO3 AlCl3 H2SiO3 4 4 D 解析 将土样和纯碱混匀 加热熔融时 土样中的 Al2O3和 SiO2将与纯碱发生反应 生 成偏铝酸盐和硅酸盐 并溶于水中 而 CaO Fe2O3不与纯碱反应而成为残渣 滤液中的偏铝 酸盐和硅酸盐与盐酸反应 得到溶于水的铝盐和不溶于水的硅酸 由于陶瓷的成分是硅酸盐 它和氧化铝都会与纯碱反应 因此 在熔融土样时只能选用铁坩埚 8 2MgO 3SiO2 nH2O 2MgO 3SiO2 nH2O 4HCl 2MgCl2 3SiO2 n 2 H2O 9 1 Na 2 Na2SiO3 碱 3 能 碳酸的酸性强于硅酸 解析 由题意信息 A B C D E F 均为化合物 且 A B C D 的反应条件是高 温 又是化工生产中的主要反应之一 所以 该反应为 Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 其他物质及性质便可顺势而推出 推断结果 高温 A Na2CO3 B SiO2 C Na2SiO3 D CO2 E NaCl F H2SiO3 第第 2 2 课时课时 二氧化硅与信息材料二氧化硅与信息材料 一 硅元素的存在 硅在地壳中的含量仅次于 硅的 和 约占地壳质量的 90 以上 硅原子最外层有 个电子 主要形成 价的化合物 二 二氧化硅的内容 1 SiO2的存在形式 SiO2Error 2 SiO2的结构 每个 Si 原子与周围的 个 O 原子相结合 每个 O 原子与 个 Si 原子相结合 实际 上 二氧化硅晶体是由 Si 原子和 O 原子按 的比例所组成的 结构的晶体 我们 通常用 SiO2 表示二氧化硅的组成 3 物理性质 二氧化硅是 的固体 于水 4 化学性质 1 与氢氟酸 HF 反应 HF 是惟一可以与 SiO2发生反应的酸 可用来雕刻玻璃 2 SiO2作为酸性氧化物可以和 反应 但与水 5 和碱反应 和碱性氧化物反应 5 二氧化硅的用途 1 以 SiO2为主要成分的沙子仍然是基本的建筑材料 2 电子工业的重要部件 光学仪器 3 是信息高速公路的骨架 的主要成分 4 用石英 玛瑙制作 三 硅单质 1 种类 单质硅有 和 两类 2 结构 晶体硅的结构与 相似 3 性质 1 物理性质 色 态光泽熔点硬度质地导电性 灰黑色固体金属光泽高大脆半导体 2 化学性质 在常温下化学性质不活泼 但能与 发生反应 4 用途 1 如硅芯片等 2 如光电池等 知识点 1 硅元素在自然界中的存在 1 硅在自然界中储量丰富 含量仅次于氧元素 硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的 形式是 A 单晶硅 B 二氧化硅 C 硅酸 D 无定形硅 知识点 2 二氧化硅的结构与性质 2 关于二氧化硅 下列叙述不正确的是 A 水晶的成分是二氧化硅 B 二氧化硅晶体中不存在单个 SiO2分子 C 二氧化硅溶于水且显酸性 D 二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别 3 在一定条件下 下列不能与二氧化硅反应的物质是 焦炭 纯碱 碳酸钙 氢氟酸 硝酸 氢氧化钾 氧化钙 A 只有 B 只有 C 只有 D 只有 4 下列离子方程式书写不正确的是 A 二氧化硅与 NaOH 溶液反应 SiO2 2OH SiO H2O 2 3 B 碳酸钡溶于稀盐酸 CO 2H CO2 H2O 2 3 C 二氧化碳与足量 NaOH 溶液反应 CO2 2OH CO H2O 2 3 D 把水玻璃滴入盐酸中 SiO 2H H2SiO3 2 3 5 下列关于硅酸的叙述 错误的是 A 硅酸是一种很弱的酸 B 硅酸可由二氧化硅与水反应制得 C 硅酸不稳定 加热脱水会生成二氧化硅 D 硅酸可由可溶性硅酸盐和盐酸反应制得 知识点 3 硅的性质及用途 6 硅和碳的比较 正确的是 A 都是非金属 而硅的非金属性较强 6 B 硅和碳的最高正价都是 4 价 C 硅元素在地壳中的含量占第二位 碳占第一位 D 硅和碳在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态 7 下列关于硅的说法中 不正确的是 A 硅是非金属元素 但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B 硅的导电性能介于导体和绝缘体之间 是良好的半导体材料 C 硅的化学性质不活泼 常温下不与任何物质起反应 D 当加热到一定温度时 硅能与氧气等非金属反应 练基础落实 1 在一定条件下 既不能与二氧化碳反应 又不能与二氧化硅反应的是 A Na2CO3溶液 B CaO C NaOH 溶液 D 木炭 2 下列对晶体硅的有关叙述正确的是 A 晶体硅和金刚石的物理性质相似 B 硅在地壳中含量居第二位 可以以游离态存在于自然界中 C 晶体硅是一种良好的半导体材料 但它的提炼工艺复杂 价格昂贵 D 晶体硅具有金属光泽 故它属于金属材料 可以导电 3 材料与化学密切相关 下表中对应关系错误的是 材料主要化学成分 A 刚玉 金刚石三氧化二铝 B 大理石 石灰石碳酸钙 C 普通水泥 普通玻璃硅酸盐 D 沙子 石英二氧化硅 4 光纤通信是以光作为信息的载体 让光在光导纤维中传播 制造光导纤维的基本原料 是 A 氧化钙 B 铜 C 石英砂 D 硅 5 光导纤维被认为是 20 世纪最伟大的发明之一 它使信息科学迅猛发展 光导纤维的 主要成分是 A CaCO3 B SiO2 C Na2SiO3 D CaSiO3 6 能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是 A CO2溶于水生成碳酸 SiO2不溶于水也不能与水直接反应生成硅酸 B 在高温下 SiO2和 Na2CO3能发生反应 SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 高温 C SiO2熔点比 CO2高 D CO2通入 Na2SiO3稀溶液中 生成白色胶状沉淀 7 SiO2属于酸性氧化物的主要理由是 A 硅是非金属元素 B SiO2对应的水化物是可溶性酸 C SiO2与强碱反应生成盐和水 D SiO2不能与酸反应 练方法技巧 8 60 g 石灰石在高温下与 23 g 石英反应产生的气体在标准状况下的体积是 A 5 6 L B 11 2 L C 13 44 L D 6 72 L 9 化合物 A D F 是中学化学中常见的物质 化合物 B C E 中含有两种相同的元素 7 这些化合物之间存在下列关系 其中 A 和 B 的反应是一种重要化工生产中的主要反应之一 1 在 A C F 中含有的相同元素是 2 化合物 C 的化学式是 化合物 A 的水溶液显 性 填 酸 碱 或 中 3 C 的水溶液和 D 能否发生反应 填 能 或 否 理由是 练综合拓展 10 有三种透明 不溶于水的坚硬固体 A 固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体 此气体能使澄清石灰水变浑浊 标准状况下测得此气体的密度为氧气密度的 1 375 倍 B 固 体可溶于热的苛性钠溶液 再往该溶液中加入过量酸时 析出白色胶状沉淀 此沉淀干燥后 为不溶于水的白色粉末 它是一种比碳酸还弱的酸 将 B 与石灰石 纯碱按比例混合加热后 得到 C C 在高温时软化 无固定熔点 1 A 为 有关反应的化学方程式 2 B 为 有关反应的化学方程式为 3 C 为 11 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 2 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是 用金属硅化 物 Mg2Si 与盐酸作用得硅烷 SiH4 再加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 写出上述方法中 生产 高纯硅的两个化学方程式 12 把河沙 主要成分是 SiO2 跟镁粉按一定质量比 质量比约大于 15 24 混合均匀 装 入试管中加热大约一分钟后发生剧烈反应 生成一种白色固体化合物和一种硅化物 待生成 的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中 立即产生气泡并伴有爆炸声 产生的气体是一种 能在空气中自燃的硅的气态氢化物 1 写出河沙与镁粉在加热时反应的化学方程式 该反 应是 填 放热 或 吸热 反应 2 生成的混合物放入稀硫酸中 产生的气体是 填化学式 3 写出产生 爆炸声 的化学方程式 第第 2 2 课时课时 二氧化硅与信息材料二氧化硅与信息材料 基础落实 一 氧 氧化物 硅酸盐 4 4 二 1 天然 结晶 水晶 玛瑙 小粒 2 4 2 1 2 立体网状 3 坚硬难熔 不溶 4 1 SiO2 4HF SiF4 2H2O 2 碱 碱性氧化物 不反应 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O SiO2 CaOCaSiO3 高温 5 3 光导纤维 4 首饰 三 1 晶体 无定形 8 2 金刚石 3 2 强碱 氢氟酸 4 1 半导体材料 2 新能源 对点训练 1 B 2 C CO2通常状况下为气体 与 SiO2物理性质相差很大 SiO2晶体不溶于水 也不能 与水反应生成 H2SiO3 SiO2晶体是由 Si 和 O 按 1 2 的比例所组成的立体网状结构的晶体 不存在单个 SiO2分子 3 D 4 B 5 B 6 B 7 C 课后作业 1 A 2 A 晶体硅的结构与金刚石相似 具有空间立体网状结构 所以物理性质相似 硅 在地壳中含量居第二位 但在自然界中没有游离态的硅存在 主要以二氧化硅和硅酸盐的形 式存在 晶体硅是一种良好的半导体材料 被广泛使用 晶体硅是一种非金属单质 虽然它 具有金属光泽 3 A 刚玉的成分是 Al2O3 金刚石的成分是 C 大理石 石灰石的成分均是 CaCO3 普 通玻璃和普通水泥均是硅酸盐产品 沙子 石英的成分是二氧化硅 4 C 5 B 光导纤维可以用 SiO2来制造 6 D B 项是在固体反应中难挥发性物质制取易挥发性物质 是利用两者共熔时生成易 挥发的 CO2 使反应能够发生 D 项中是较强的酸与较弱的酸的盐溶液反应生成较强酸的盐和 较弱酸的复分解反应 这是该类复分解反应发生的条件 7 C 8 C 石灰石在高温下 即使不与 SiO2反应 也可完全把 CO2释放出来 故存在 CaCO3 CO2 9 1 Na 2 Na2SiO3 碱 3 能 硅酸盐能在水溶液中与 CO2反应生成比碳酸酸性更 弱的硅酸 解析 此题突破点为 A BC D A D 是常见物质且该反应为一种重要的化工生 高温 产的主要反应之一 即 Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 然后再根据其他关系 高温 推出 10 1 金刚石 C O2CO2 点燃 2 石英 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 3 普通玻璃 解析 解答本题应从 A 的燃烧产物入手 该气体的相对分子质量为 32 1 375 44 该 气体无色 且能使澄清石灰水变浑浊 应为二氧