化学：412《硅酸盐和硅单质》课件(人教版必修1)

人教版高中化学必修1课件第三章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角--硅第2课时硅酸盐和硅单质1.了解硅、硅酸盐的主要性质。2．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。3．了解晶体硅的重要用途。一、硅酸盐硅酸盐是____________的总称，是一大类结构复杂的固体物质，大多数________水，化学性质稳定。1.硅酸盐组成的表示：(1)将硅酸盐中所有元素都写成氧化物。氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水(2)氧化物之间以“·”隔开。(3)在氧化物前面按化学式中的比例添加上数字。Na2SiO3硅酸钠表示为__________，Mg3Ca(SiO3)4石棉表示为____________，KAlSi3O8正长石表示为____________，Mg2SiO4镁橄榄石表示为____________。2.硅酸钠(Na2SiO3)硅酸钠是一种常见的、重要的硅酸盐，________溶于水，俗称“泡花碱”，其水溶液又叫________，是一种矿物胶。【实验4－2】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，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干(不在滴液)后，分别放置在酒精灯外焰处。观察现象。放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象__________________________结论________________________________化学性质：与比硅酸酸性强的一些酸反应，生成难溶于水的硅酸。例如：________________________________________________________________________3.硅酸盐的产品(1)常见的硅酸盐产品—传统的无机非金属材料硅酸盐产品原料主要设备主要成分玻璃纯碱、石灰石、石英玻璃窑Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土水泥黏土和石灰石水泥回转窑3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3(2)特殊功能的含硅物质物质性质用途碳化硅俗称金刚砂、具有金刚石的结构，硬度很大砂纸、砂轮的磨料含4%的硅钢有很高的磁性变压器芯片硅橡胶目前最好的耐高温又耐低温的材料制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料人工制造的分子筛具有均匀微孔结构，表面积大、具有吸附性吸附剂和催化剂二、硅单质1.硅的物理性质单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是________色、有________光泽、脆而硬的固体，是良好的________材料。2.硅的化学性质(1)常温下硅的化学性质稳定，但能和氟(F2)、氢氟酸(HF)、强碱(NaOH)发生反应。如硅与NaOH溶液作用生成硅酸钠，反应的化学方程式为：______________________。(2)在加热条件下，硅能和某些非金属单质发生反应。如硅与氧气在加热时反应生成二氧化硅的方程式为：______________________；硅和Cl2在加热条件下反应生成四氯化硅的化学方程式为：______________________。3.硅的制取：工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。反应的化学方程式为______________________。4.硅主要的用途：硅可以用来制造集成电路、晶体管、芯片、光电池等。d．SiO2是硅酸的酸酐，不能直接与水作用生成硅酸。e．非金属的氧化物的熔点一般较低，但二氧化硅的熔点很高。f．酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2可以与HF酸作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。g．硅酸不溶于水。检查自评〉〉〉一、1.由硅、氧和金属元素组成的化合物不溶于Na2O·SiO2CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO22MgO·SiO22．易水玻璃先变干，过一会儿木条燃烧木条只变干，但不燃烧Na2SiO3耐高温，不能燃烧Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3

将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，只需将除O(氧)以外所有的元素写成其常见氧化物，并用“·”将它们合起来，但需注意各种原子个数比符合原来的组成，并在某种(或几种)氧化物前加合适化学计量数。例1(2011·上海高一测试)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[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]，表示为Al2O3·CaO·3SiO2·3H2OB.镁橄榄石(Mg2SiO4)，表示为MgO·SiO2C.钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2D.石棉(CaMg3Si4O12)表示为CaO·3MgO·4SiO2[解析]

根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A项中Al2O3和CaO的排列顺序有误，B项中化学计量数出现了错误，其正确的写法应为2MgO·SiO2，C项正确的写法应为K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O，D项的写法完全符合要求。[答案]

D1．在常温下，能与氟气、氢氟酸和强碱溶液反应。2．加热时，能与氧气、氯气、碳等反应。例2(2011·南昌市高一检测)A、B、C、D、E五种含硅元素的物质，相互转化关系如图所示：(1)推断A～E的化学式：A________，B________，C________，D________，E________。(2)①写出B→A的化学方程式________________________。②A→C的离子方程式______________________。[解析]

B在空气中燃烧生成D，B可能为Si，B和D都能与NaOH溶液反应生成A，则A为Na2SiO3，A和盐酸反应生成C，C为H2SiO3，H2SiO3受热分解又生成SiO2，证明B为Si，E为CaSiO3。[答案]

(1)Na2SiO3SiH2SiO3SiO2CaSiO3(2)Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑SiO32－＋2H＋===H2SiO3↓1.(2009·广东理基·第13题)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A.①② B.②③C.①④ D.③④[答案]C[解析]

水晶的主要成分是SiO2，而非硅酸盐，②错。光导纤维的主要成分是SiO2，而非单质Si，③错。2.(2009·广东理基·第28题)下列说法正确的是()A.MgSO4晶体为共价化合物B.含Ca2＋、Mg2＋的水都是硬水C.雾是气溶胶，在阳光下可观察到丁达尔效应D.玻璃是氧化物，成分可表示为Na2O·CaO·6SiO2[答案]

C[解析]

MgSO4晶体应为离子化合物，A项错。硬水指的是含较多Ca2＋、Mg2＋的水，较少时，不叫硬水，B项错。玻璃的主要成分虽可用Na2O·CaO·6SiO2表示，但这仅仅是以氧化物的形式表示，它仍属于硅酸盐，D项错。1.用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是()A.正长石(KAlSi3O8)，表示为Al2O3·K2O·6SiO2B.高岭石[Al2Si2O5(OH)4]，表示为Al2O3·6SiO2·4H2OC.钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2D.硅酸钠(Na2SiO3)表示为Na2O·SiO2[答案]

D[解析]

根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A项中Al2O3和K2O的排列顺序有误；B项中化学计量数出现了错误，B项正确的写法应为Al2O3·2SiO2·2H2O；C项中氧化物的排列顺序有误：C项正确的写法应为K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O;D项的写法完全符合要求。2.(2011·黑龙江哈尔滨高一检测)唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于()A.氧化铝 B.二氧化硅C.硅酸盐 D.合金[答案]

C[解析]

唐三彩、秦兵马俑都属于陶瓷制品，主要成分属于硅酸盐类。3.下列关于硅及其化合物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的、有金属光泽的固体B.硅晶体的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料C.硅酸盐均不能溶于水D.硅与氯在加热条件下能直接化合[答案]

C[解析]

硅的晶体是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，晶体硅的一个重要性质就是它的导电性介于导体和绝缘体之间。在常温下，硅的化学性质不活泼，但能与氢氟酸、强碱溶液反应，在加热的条件下还能与Cl2化合。硅酸盐大多不溶于水，但Na2SiO3是可溶于水的。4.(2011·西南师大附中高一期末)下列关于物质的检验说法不正确的是()A．向某物质中滴加盐酸后，有能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生，证明含CO32－B．将某化合物进行焰色实验，透过蓝色钴玻璃观察，焰色为紫色，证明含K＋C．待检液逐滴加入NaOH溶液，有白色胶状沉淀产生，后来沉淀逐渐消失，则原溶液中可能含有Al3＋D．待检液中先加入KSCN溶液，无明显现象，再加入氯水，溶液显血红色，则待检液中一定含有Fe2＋[答案]

A[解析]

A项还可能有HCO3－。5.硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：________________________，工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。(2)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na2SiO3的用途可作________的原料。[答案]

(1)SiO