第2课时硅酸盐和硅单质(知识点归纳及例题解析)

1、第 2 课时 硅酸盐和硅单质学习目标定位1.知道硅酸钠的性质和用途。2.学会用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的方法。3.知道玻璃、水泥和陶瓷是硅酸盐制品以及生产它们的主要原料。4.知道晶体硅是良好的半导体材料，能说出它的主要用途。硅酸盐1 下列含硅物质：硅酸钙CaSiO3，长石KAlSi 3O8，石棉CaMg3Si4O12，它们在组成上的相同点是都是由硅、氧和金属元素组成的化合物，共同的物质类别是硅酸盐。它们种类繁多， 结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成，如硅酸钙CaSiO3可表示为CaOSiO2，长石表示为K2OAl2O36SiO2， 石棉表示为CaO 3MgO4

2、SiO2。2 硅酸钠是一种白色固体，可溶于水，其水溶液俗称水玻璃。若取两个小木条(或滤纸条)，分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中浸泡，取出稍沥干后，同时分别放置在酒精灯外焰处，观察到的现象是用蒸馏水浸泡的木条燃烧，用硅酸钠溶液浸泡的木条不燃烧，由此可得出的实验结论是硅酸钠耐高温，不能燃烧。3硅酸盐产品有着广泛的应用，大家熟悉的玻璃、水泥和陶瓷是常见的硅酸盐产品，也是 使用量最大的无机非金属材料。(1)阅读教材填写下表：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3CaO SiO 2，2CaO SiO 2，3CaO Al 2O3玻璃纯碱、石灰石、石英玻璃窑Na2O CaO 6SiO 2

3、陶瓷黏土硅酸盐(2)硅酸盐产品水泥与陶瓷的共同原料是黏土，水泥与玻璃的共同原料是石灰石。4特殊功能的含硅物质(1)金刚砂 (SiC)具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸、砂轮磨料。(2)硅钢(含硅4%)具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯。(3)硅橡胶：既耐高温又耐低温，用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等。(4)人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐)，主要用作吸附剂和催化剂。归纳总结硅酸盐的表示方法及性质(1)硅酸盐的概念是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。硅酸盐的表示方法：将硅酸盐中所有元素都写成氧化物(二氧化硅和氧化物的组合)。氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物较活泼金

4、属氧化物二氧化硅水。氧化物之间以“” 隔开。在氧化物前面按化学式中的比例添加数字。(2)最常见的硅酸盐 硅酸钠化学性质相对稳定，不易腐蚀，不能燃烧，热稳定性强，其水溶液呈碱性，能与酸反应，其离子方程式为SiO23 2H =H2SiO3。1 用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是()A钙沸石(CaAl 2Si3O103H2O)，表示为Al2O3CaO 3SiO23H2O1B镁橄榄石(Mg 2SiO4)，表示为MgO 2SiO2C钾云母(K 2Al 6Si6H4O24)，表示为K2O 2H2O 3Al2O36SiO2D滑石(Mg3H2Si4O12)表示为3MgO 4SiO2H2O答案 D解析

5、 根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A 中 Al2O3和CaO的排列顺序有误；B 中化学计量数出现了12； C 中正确的写法应为K2O 3Al 2O36SiO22H2O； D 的写法完全符合要求。2 歌曲 青花瓷中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、 “色白花青的锦鲤跃然于碗底等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料的成分一直是个谜。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 ()A可用氧化物形式表示为BaO CuO 2SiO2B 性质稳定，不易脱色C易溶于强酸和强碱D x等于 6答案 C解析BaCuSi2Ox中

6、Ba 为 2 价， Cu 为 2 价， Si 为 4 价， O 为 2 价，由化合价规则：( 2) ( 2) 2( 4) ( 2)x 0， 得 x 6， 则 用 氧 化 物 形 式 表 示 硅 酸 铜 钡 为 BaO CuO 2SiO2， A、 D 项正确；由题干信息可知硅酸铜钡性质稳定，不易脱色，故B 项正确， C 项错误。二 硅单质1 单质硅可分为晶体硅和无定形硅两种。晶体硅结构如图所示，为具有正四面体形网状结构的晶体，与金刚石结构相似。晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体，根据其结构分析可知，晶体硅熔点高、硬度大、有脆性。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。2硅原子最

7、外层有4 个电子，得失电子都较难，化学性质不活泼。常温下，除与F2、 HF和强碱溶液反应外，硅不与其他物质(如强酸和强氧化剂)反应。加热时，硅能与O2、 Cl2、 C发生化合反应。归纳总结色、态光泽熔点硬度导电性质地灰黑色固体金属光泽高大半导体脆1 物理性质2.化学性质3我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。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 晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应C晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵D 晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电答案A解析晶

8、体硅的结构与金刚石相似，是具有正四面体形的空间立体网状结构，所以物理性质与金刚石相似，熔、沸点高，硬度大；硅的化学性质不活泼，但常温下可与F2、 HF 和强碱反应； 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。4硅被誉为无机非金属材料的主角，下列物品用到硅单质的是()A陶瓷餐具B石英钟表D 光导纤维C计算机芯片 答案 C1 下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是()A这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B 在建筑工业上可以作黏合剂、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，在空气中不易变质答案 D解析 水玻

9、璃是一种矿物胶，可作黏合剂、耐酸水泥掺料，木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧，水玻璃的化学性质稳定，但在空气中易与二氧化碳反应生成硅酸。2世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000 年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B 玻璃在加热熔化时有固定的熔点C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D 盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使 瓶塞与瓶口粘在一起答案 B解析 普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A

10、 正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B 错误；普通玻璃的大致组成为：Na2O CaO 6SiO2，C 正确；二氧化硅易与碱液反应生成Na2SiO3， Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不得用玻璃塞，D 正确。3美国“ 9 恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境灾难11” 石棉污染，易使吸入石棉纤维者患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22(OH) 2，其中x、 y 的值分别为()B 8,3A 5,8C 3,8D 8,5答案 A解析 Ca 元素为2 价， Mg 元素为2 价， Si 元素为4 价， O 元素为2 价，氢氧根离

11、子为 1 价，则有(2)2(2)x(4)y(2) 22(1)20，化简得x2y21 。将四个选项中x、 y 的值代入，只有A 符合。4青石棉(crocidolite) 是一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46 种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH) 2，青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是()A青石棉是一种硅酸盐产品B 青石棉中含有一定量的石英晶体C青石棉的化学组成可表示为Na2O 3FeO Fe2O38SiO2H2OD 1 mol 青石棉能使1 mol HNO 3被还原答案 B解析 硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等

12、)结合而成的化合物的总称，所以青石棉是一种硅酸盐产品，A 正确；硅酸盐中不含二氧化硅，所以青石棉中不含石英晶体，B 错误； 硅酸盐写成氧化物形式的先后顺序为活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为Na2O 3FeO Fe2O38SiO2H2O， C 正确；青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO， N元素由5 价降低到2 价，得三个电子，因为青石棉中含有二价铁离子，根据氧化还原反应中得失电子相等可得青石棉与被还原硝酸的关系式为Na2O 3FeO Fe2O38SiO2H2OHNO 3，所以1 mol 青石棉能使1 mol 硝酸被还原，D 正确。5有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液 TOC o 1-5 h z 中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是()A物质的量之比为1 1B 质量之比为4 1C物质的量之比为1 2D 质量之比为2 1答案 B解析 根据电子得失：可知铁与盐酸反应：Fe H2，而硅与氢氧化钠反应：Si 2H2，放出等量的H2，设生成氢的量为2 mol，所以粗硅中铁和硅的物质的量之比为2 1，质量之比为 (2 56) (1 28) 4 1， B 正确。6下列关