无机非金属材料 学案

1、循着图示想一想特色特性记一记可作干处剂1.特殊的存在形式：C金刚石、石墨、|caSiOi与NaUH、M茉酸反应ACaOSiNaOH，02.特殊的用途：Si半导体材料、太阳商能电池板SiO2H2SiO3光导纤维硅胶可作干燥剂半导体材料NSilkIICINa2SiO3(水玻璃)黏合剂、耐火阻燃材料3.特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示如Na2SiO3-Na2O-SiO24.特殊的性质:(1)Si与NaOH溶液的反应:Si+2NaOH+H2O=N2SiO3+2H2f(2)SiO2能溶于氢氟酸:SiO2+4HF=SiF4f2H2O(3)H2cO3的酸性强于H2siO3：Na2siO3+H2O

2、+CO2=N2CO3+H2SiO3；(4)粗硅的制备：SiO2+2C=高=Si+2COf考点一|Si、SiO2、H2SiO3的性质记牢主干知识.硅元素的原子结构与存在硅元素在地壳中含量为第三位，在周期表中位置为第3周期，第史A族，原子结构示意图为，在自然界中只以化合态形式存在。图为，在自然界中只以化合态形式存在。.单质硅与半导体材料(1)Si的物理性质灰黑色固体，有金属光泽，熔点高、硬度大、有脆性。(2)Si的化学性质不能被浓硫酸、怅硝尸酸等界：不能被浓硫酸、怅硝尸酸等界：i口匕孔TL化”可常温三方J氢氟酸.NaOH溶液反应;学叁写尊应面冏3与氢氟酸反应的化学方程式：Si+4HF=Si41+2

3、H,T；2与NaOH溶液反应的化学方程式：Si+2NaOH+H2O=NaSiO3+2H2T；与O2反应：Si+O2=2iO2。用途半导体材料制晶体管、集成电路、硅芯片、太阳能电池、硅合金等。.二氧化硅与光导纤维(1)二氧化硅存在在自然界中主要存在：沙子、石英、水晶。(2)二氧化硅物理性质：熔点高，硬度大。(3)二氧化硅化学性质(4)二氧化硅用途制造电子部件、光学仪器、光导纤维，生产水泥、玻璃等硅酸盐产品，水晶可制作饰品。(5)光导纤维光导纤维既可用来制造高性能的现代通讯材料，又可用于能量传输、信息处理、遥测遥控和医疗器械制造等方面。.硅酸雎溶于水酸性比碳襁起叟：阳声10出如112口一地(出H圆

4、马H蔚。;且SLO2+H2O可格性璐酸盐与盐辎等反应制哥.M%XiQ#HC=2.虱+114川)硅股可用H碓化剂的载体和袋装食品、瓶装的品等的干燃剂硅及其化合物的特性.硅单质的特性(1)Si的还原性强于C,但C却在高温下还原出Si：SiO2+2C星=Si+2COT。(2)非金属单质与碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液作用却放出H2：Si+2NaOH+H2O=N3SiO3+2H2f。(3)非金属单质一般不能与非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si+4HF=SiF4f+2H2f。(4)非金属单质大多为绝缘体，但Si为半导体。2.含硅化合物的特性物质一般规律含硅化合物的特性Si02酸性氧化物一般与

5、水反应生成相应酸Si02不溶于水，不与水反应酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应Si02+4HF=SiI4f+2H20H2sR“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，H2c03酸性强于H2si03Na2SiO3+C02+H2O=Na2CO3+H2Si03；以下反应不能说明酸性的强弱Na2CO3+SiO2=高温=Na2SiO3+CO2fCaCO3+SiO2=高温=CaSiO3+C02f无机酸一般易溶于水硅酸难溶于水考点二1硅酸盐与无机非金属材料记牢主干知识.硅酸盐(1)硅酸盐：是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。(2)硅酸盐组成的表示方法：通常用二氧化硅和金属氧化物

6、的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na20so2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O.Al2O3.6SiO2。(3)硅酸钠：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。与酸性较硅酸强的酸反应：a.与盐酸反应的化学方程式：Na与O?+2HCl=2NaCl+HSiOsJ。b.与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiOg+H9O+CO=NaCOg+HfiO,J。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏

7、土主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑玻璃生产中的两个重要反应：Na2cO3+SiO2=高暹的a2SiO3+CO2R；CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2T。(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。练通基础小题一、基础知识全面练.判断正误(正确的打“J”，错误的打“X”)。(1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点(X)(2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱(X)(3)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2出现白色沉淀，证明H2CO3的酸性比H2siO3的酸性强(J)(4)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料(J)(5)新型无机非金属材料克

8、服了传统无机非金属材料的许多缺点(J)(6)高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点(J)(7)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐产品(X)(8)2MgO.SiO2中的酸根阴离子为SiO2-(X).填写下列材料主要成分的化学式。TOC o 1-5 h z(1)刚玉；(2)大理石、石灰石；(3)普通玻璃；(4)石英、水晶。答案：(1)Al2O3(2)CaCO3(3)Na2siO3、CaSiO3、SiO2(4)SiO2二、常考题点分组练题点(一)无机非金属材料1下列说法正确的是()A.)硅胶可用作食品干燥剂B.玻璃容器可长期盛放各种酸C.Mg2+、H+、SiOg-、

9、SO4-在水溶液中能大量共存D.合成纤维和光导纤维都是新型非金属材料解析：选A氢氟酸不能用玻璃瓶盛放，B错误；Mg2+、H+与SiO2-反应生成H2SiO3沉淀而不能大量共存，C错误；合成纤维属于有机合成材料，D错误。易错警示易错警示硅及其化合物在常用物质中的易错点2.大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是()选项俗名主要成分(化学式)用途A石英SiO2集成电路B纯碱Na2cO3制备玻璃C水玻璃Na2SiO3制备硅胶D铁红氏203用作油漆和涂料解析：选A石英主要用于生产玻璃和光导纤维等，晶体硅才用于制作集成电路。(1)用作半导体材料的是晶

10、体硅而不是SiO2,用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅，计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2,而不是硅酸盐。(3)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。题点(二)复杂硅酸盐成分的表示方法3.SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2OCaO-6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃塞容易形成瓶体与瓶塞粘连，而无法打开，发生反应的化学方程式为长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为。解析：玻璃的成分

11、中含有SiO2,能与NaOH溶液反应生成粘性很强的Na2SiO3而发生粘连，反应方程式为SiO2+2NaOH=NgiO3+H2O。由于钙长石和钠长石中氧原子的物质的量分数相同，钠长石中钠与铝的原子个数比为1：1,扩2倍后可知钙长石中钙和铝的原子个数比为1：2。钠长石中氧原子的物质的量分数为耳，则钙长石用氧化物的形式表示5+8为CaO-Al2O3-nSiO2,因此：1+3+2n=8,n=2,钙长石的化学式为CaO-Al2O3-2SiO2,即为CaAl2Si2O8。答案：SiO2+2NaOH=NSiO3+H20CaAl2Si2O84.胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg?Si308sH

12、2。)等化合物。(1)三硅酸镁的氧化物形式为AI2O3、MgO和Si。2都可以制耐火材料，其原因是oA12O3MgO和Si。?都是白色固体A12O3MgO和Si。2都是金属氧化物A12O3MgO和Si。2都有很高的熔点解析：(DMgzSisOg/HzO改写成氧化物的形式为2MgO-3Si02sH2。(2)A12O3,MgO和Si。2均具有很高的熔点，故可作为耐火材料。答案：(l)2MgO-3Si02sH2。(2)c探规寻律探规寻律硅酸盐改写成氧化物形式的方法(1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物一较活泼金属氧化物一二氧化硅一水。(2)氧化物前系数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个

13、数守恒原则配置系数，且不同氧化物间以“”隔开。当系数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成JO4Al2O3.3SiO2，应写成K2OAl2O36SiO2o舞堂憧一题串知(高考我体的巧妙利用,课堂串知辆全新设计)以“高纯硅的制备”为载体串联硅元素单质及其化合物知识高考载体晶体硅(熔点1410)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅的过程如下:Si(粗)一SiCL蒸SiCM纯)Si(纯)460441100知识串联设计工业上用焦炭与石英砂在高温下反应制取粗硅，其反应的化学方程式为上述反应中的氧化剂是，还原剂是。考查粗硅的制备原理(2)用焦炭和石英砂制取粗硅为什么要隔绝空气进行？考查碳的化学性质粗硅与Cl2加热到460c时发生反应，写出该反应的化学方程式:考查Si的化学性质(4)在1100时，SiCl4被H2还原的化学方程式为考查氧化还原方程式的书写(5)如何通过实验除去SiO2中混有少量的CaCO3杂质？。考查SiO2的性质(6)石英既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，它是两性氧化物吗？。试分别写出它与NaOH溶液、氢氟酸发生反应的化学方程式：。考查SiO2的性质(7)中学化学中能与NaOH溶液反应生成H2的单质有哪些？。试分别写出反应的化学方程式考查铝、硅的化学性质(8)陶瓷、水泥、玻璃是常用的硅酸盐材料，其中，生产普通玻璃的主要原料是什么