高中化学 第4章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料（第2课时）课件2 鲁科版必修1.ppt

第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第2课时2 玻璃花雕刻工艺 化学与生活 三 硅酸和硅酸盐1 硅酸 1 物理性质 难溶于水 2 化学性质 弱酸性 比碳酸弱向na2sio3溶液中通入co2的反应方程式为na2sio3 co2 h2o na2co3 h2sio3 不稳定性受热分解 h2sio3 sio2 h2o 3 用途 硅胶可用作干燥剂 催化剂的载体等 1 硅酸盐由组成的化合物的总称 是构成地壳岩石的主要成分 2 硅酸钠硅酸钠水溶液俗称 是无色黏稠液体 常用于制备黏合剂 防腐剂 耐火材料 硅 氧和金属 水玻璃 2 硅酸盐 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硅酸盐的组成 如硅酸钠 na2sio3 可表示为 长石 kalsi3o8 可表示为 na2o sio2 k2o al2o3 6sio2 硅酸盐的表示方法 化学式法 氧化物法 硅酸钠 na2sio3 硅酸钙 casio3 硅酸钠 na2o sio2 硅酸钙 cao sio2 高岭石 al2o3 2sio2 2h2o 石棉 cao 3mgo 4sio2 沸石 na2o al2o3 3sio2 2h2o 云母 k2o 3al2o3 6sio2 2h2o 长石 k2o al2o3 6sio2 水泥 3cao sio2 2cao sio2 玻璃 na2o cao 6sio2 粘土 al2o3 2sio2 2h2o 3 关于硅酸盐说明 1 除硅酸钾 硅酸钠 硅酸铵以外均难溶于水 2 硅酸钠俗称泡花碱 它的水溶液俗称水玻璃 是一种粘合剂 3 硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀 可用作肥皂填料 木材防火剂等 因naoh溶液会与玻璃的主要成分sio2反应 生成的na2sio3溶液会使瓶塞与瓶口粘连在一起 因此保存naoh溶液时不能使用玻璃塞 最简单的硅酸盐是硅酸钠 na2sio3 其水溶液俗称为水玻璃 硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀 可用作肥皂填料 木材防火剂等 硅酸钠 na2sio3 t 四 硅酸盐工业 水泥是一种非常重要的建筑材料 万丈高楼平地起 穿针引线是水泥 无机非金属材料 硅酸盐产品 1 分类 四 无机非金属材料1 硅酸盐材料 硅酸盐工业 三 硅酸盐与无机非金属材料 强热 冷却 传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的特性对比 5 新型无机非金属材料的主要品种 性能及用途 4 陶瓷 陶瓷具有抗氧化 抗酸碱腐蚀 耐高温 绝缘 易成型等许多优点 因此 陶瓷制品一直为人们所喜爱 家用陶瓷 隋代烧制的三彩陶骆驼 瓷器是中华文明的象征 在许多拉丁语系国家中 瓷器 和 中国 都以 china 同一字母表示 江西景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为 洁如玉 明如镜 薄如纸 声如罄 我国江西景德镇素有 瓷都 之称 普通玻璃的成分 na2sio3 casio3和sio2组成的混合物 或na2o cao 6sio2 玻璃无固定的熔沸点 在一定温度范围内软化 玻璃的性能 江西景德镇所烧制的瓷器 隋带烧制的三彩陶骆驼 陶瓷器制作过程示意图 结构材料 高温结构陶瓷 1 氧化铝陶瓷 人造刚玉 生产过程 黏土和石灰石 两磨 一烧 研磨 煅烧 再磨成细粉 水泥的生产原料 普通硅酸盐水泥的成分 水泥 水泥的性能 水泥具有水硬性 水泥 沙子和水的混合物 建筑黏合剂 水泥 沙子和碎石的混合物 混凝土 水泥砂浆 硅酸盐的组成及表示方法 硅酸盐由于组成比较复杂 通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成 改写时的规律为 1 氧化物的排列顺序 活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水 氧化物之间以 隔开 氧化物前的化学计量数配置原则 各元素原子总个数比符合原来的组成 化学计量数配置出现分数应化为整数 例如 钠长石naalsi3o8不能写成 应写成na2o al2o3 6sio2 水晶制品 同步练习 1 在一定条件下 下列物质不能和sio2反应的是 焦炭 纯碱 碳酸钙 氢氟酸 硝酸 氢氧化钾 氧化钙a b c d 解析 选d sio2与焦炭反应生成硅 与纯碱 碳酸钙反应制玻璃 氢氟酸可雕刻玻璃 sio2是酸性氧化物可与碱 碱性氧化物反应 d 2 下列叙述中 正确的是 a 自然界中存在大量的单质硅 二氧化硅和硅酸盐b 地壳中含量占第一 二位的两种元素组成的一种化合物为sio2c 除去sio2中混有的fe2o3杂质时可用氢氧化钠溶液充分洗涤后 过滤d 硅酸钠溶液与盐酸不能反应 解析 选b 自然界中不存在单质硅 地壳中含量占第一 二位的两种元素分别是o si 除去sio2中混有的fe2o3杂质时应用盐酸充分洗涤后 过滤 硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸和氯化钠 b 3 下列叙述正确的是 a 高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳 说明硅酸 h2sio3 的酸性比碳酸强b 陶瓷 玻璃 水泥容器都能贮存氢氟酸c 石灰抹墙 水泥砌墙的硬化过程原理相同d 玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳 d 解析 选d 二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳 不能说明硅酸的酸性比碳酸强 陶瓷 玻璃的成分都含有二氧化硅 可与氢氟酸反应 石灰抹墙是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙 水泥砌墙是利用水泥具有水硬性 玻璃窑中二氧化硅分别与碳酸钙 碳酸钠反应都可生成二氧化碳气体 4 兵马俑中所用颜料成分一直是个谜 近年来科学家才得知大多为硅酸盐 如蓝紫色的硅酸铜钡 bacusi2ox 铜为 2价 下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是 c a 可用氧化物形式表示为bao cuo 2sio2b 性质稳定 不易脱色c 易溶解于强酸和强碱d x等于6 解析 选c 根据化合物中化合价的代数和为0 所以有2 2 4 2 2 x 0 所以x 6 硅酸铜钡的化学式为bacusi2o6 写成氧化物形式为bao cuo 2sio2 又因硅酸盐性质稳定 故c错 5 双选 将过量co2通入下列溶液中 能产生沉淀的是 a cacl2溶液b ba oh 2溶液c na2co3饱和溶液d na2sio3水溶液 cd 解析 选c d a项中 弱酸 co2水溶液 不能与强酸盐cacl2发生复分解反应 b项中 少量co2可与碱ba oh 2反应产生白色沉淀baco3 co2过量时生成可溶性的ba hco3 2 c项中 因在相同条件 温度 下 nahco3的溶解度小于na2co3 会发生反应na2co3 co2 h2o 2nahco3 故会析出nahco3晶体 d项中 碳酸的酸性强于硅酸 有na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 生成白色的胶状沉淀 6 硅是自然界含量丰富的元素 其单质及其化合物在环境 能源及材料科学中有着重要影响和广泛应用 试回答下列问题 1 硅在自然界最主要的存在形式是 硅单质 二氧化硅 硅酸盐a b c d 2 如图为某玻璃上精美的花纹图案 雕刻此图案所用的刻蚀液为 3 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 光导纤维的使用 让人们的生活更加丰富精彩 是制备光导纤维的基本原料 4 硅燃烧放出大量热量 硅能源 有望成为二十一世纪的新能源 与 氢能源 比较 硅能源 具有 等更加优越的特点 从而得到全球的关注和期待 5 三硅酸镁 2mgo 3sio2 nh2o 被用来治疗胃溃疡 是因为该物质不溶于水 服用后能中和胃酸 作用持久 写出三硅酸镁与胃酸 盐酸 反应的化学方程式 解析 硅在自然界中无游离态 全部以化合态的形式存在 最主要的存在形式是二氧化硅和硅酸盐 玻璃中含有二氧化硅 能与氢氟酸反应生成四氟化硅 光导纤维的主要成分是二氧化硅 三硅酸镁与胃酸反应生成氯化镁 二氧化硅和水 答案 1 c 2 氢氟酸 3 sio2 或二氧化硅 4 便于储运 比较安全 5 2mgo 3sio2 nh2o 4hcl 2mgcl2 3sio2 n 2 h2o 7 已知含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b可用于制造高性能的现代通讯材料 光导纤维 b与烧碱反应生成化合物c 将b与纯碱混合高温熔融时发生化学反应生成c和d 1 写出c的名称 2 b与烧碱反应的化学方程式是 3 写出生成d和c的化学反应方程式 4 将d通入c的水溶液 实验现象为 解析 a元素单质可作半导体材料 含a元素的某化合物是制造光导纤维的原料 可知a为硅元素 b为sio2 c为na2sio3 sio2与纯碱高温时生成na2sio3和co2 co2与na2sio3溶液反应生成白色沉淀硅酸 答案 1 硅酸钠 2 sio2 2naoh na2sio3 h2o 3 sio2 na2co3na2sio3 co2 4 产生白色沉淀 8 用多种方法鉴别下列第一组白色粉末物质 注 能够写化学方程式的写出化学反应方程式 鉴别方法可以不用填满 若序号不够也可以自己再添 1 na2co3和sio2 2 欲鉴别caco3和na2sio3 某同学分别取少许待测粉末 滴加稀盐酸 指出他观察到的现象 caco3 na2sio3 解析 1 可利用加水溶解的办法 能溶于水的是na2co3 不溶于水的是sio2 焰色反应法 焰色反应为黄色的是na2co3 余者为sio2 酸液产气法 分别取少许待测粉末 滴加稀盐酸 能够产生气体的是na2co3 不反应的是sio2 化学方程式 na2co3 2hcl 2nacl h2o co2 2 分别取少许待测粉末 滴加稀盐酸 caco3能够产生气泡 na2sio3能产生白色沉淀 答案 1 加水溶解法 能溶于水的是na2co3 不溶于水的是sio2 焰色反应法 焰色反应为黄色的是na2co3 余者为sio2 酸液产气法 分别取少许待测粉末 滴加稀盐酸 能够产生气体的是na2co3 不反应的是sio2 化学方程式 na2co3 2hcl 2nacl h2o co2 2 产生气泡产生白色沉淀 9 晶体硅是一种重要的非金属材料 制备纯硅的主要步骤如下 高温下用炭还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与干燥hcl气体反应制得sihcl3 si 3hcl sihcl3 h2 sihcl3与过量h2在1000 1100 反应制得纯硅 已知sihcl3能与h2o剧烈反应 在空气中易自燃 用sihcl3与过量h2反应制备纯硅的装置如图所示 热源及夹持装置均已略去 思考探究 1 请写出第 步制备粗硅 装置d中发生反应的化学反应方程式 并指出三个步骤中发生的反应属于置换反应的是哪几个 提示 在高温条件下 用c还原sio2生成co和粗硅 化学反应为2c sio22co si 据步骤 可写出装置d中发生的反应为sihcl3