(浙江版)2018版高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第三单元 含硅矿物与信息材料学案 苏教版必修1

1、包括第三单元硅矿物和信息材料知识内容必需的考试要求要求考试1.自然界中硅的存在形态。2.硅及其化合物(以SiO2和Na2SiO3为例)的重要性质。工业中制造高纯硅的方法。三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃。5.硅，二氧化硅在信息技术，材料科学等上的应用。光纤的构成和功能。aaaaaabbaaa目标市场定位1.知道硅在自然界的存在形式和硅酸盐产品的重要应用，用氧化物表达复杂硅酸盐的组成。2.知道硅及其重要化合物二氧化硅的性质及其应用。硅酸盐1.硅酸盐表达(1)化学式：适合构成简单的硅酸盐。硅酸钠：Na2SiO3之类的。(2)氧化物方法：与大多数其他盐不同，硅酸盐的组成相当复杂。锆石(ZrSiO4)

2、、安达卢西亚(Al2SiO5)、钙铝石榴石(Ca3Al2Si3O12)和镁橄榄石(Mg2SiO4)。它们种类多样，结构复杂，构成不同，通常用氧化物表示它们的构成。上述四种茄子硅酸盐用氧化物分别表示为ZrOSiO2、Al2O3SiO2、3CaOAl2O33SiO2和2MgOSiO2。硅酸钠硅酸钠是溶于水的白色固体，其水溶液一般称为水玻璃。用Na2SiO3溶液浸泡的棉花不容易燃烧，具有阻燃剂功能，可以用作防火剂。按照要求完成以下实验。(1)在含有饱和硅酸钠溶液的试管中，滴入2 3滴酚酞溶液，观察溶液变成红色的现象。加入更多稀盐酸观察的现象是，溶液从红色变成无色，产生白色明胶沉淀，反应的化学方程式为

3、NA2SIO3 2 HCL=H2SIO3 2 NACL。(2)少量二氧化碳通过饱和硅酸钠溶液，产生白色明胶沉淀，反应的化学方程式为Na2 SiO 3 CO2 H2O=h2sio 3Na2 co 3。归纳整理1.以氧化物的形式表示硅酸盐组成的方法(1)将硅酸盐的所有元素作为氧化物(二氧化硅和氧化物的组合)使用。氧化物的书写顺序：活跃的金属氧化物相对活跃的金属氧化物二氧化硅水。(2)氧化物以“”分隔。(3)在氧化物前按化学表达式的比例添加数字。(4)写作原则：硅酸盐的各元素化价钱和原子数比例不变。硅酸钠和硅酸盐(1)硅酸钠化学性质比较稳定，不易腐蚀，不可燃烧，热稳定性强，水溶液碱性，可与酸反应，离

4、子方程式为SIO 2H=H2SIO3。(2)硅酸是不溶于水的弱酸，酸性比碳酸弱。硅酸不能使紫色石蕊溶液变成红色。硅酸不稳定，容易分解热：H2SI O3 H2O SIO 2。硅酸能与强碱溶液反应：2 NaOH h2sio3=Na2 sio3 2h2o。通知硅酸盐氧化物形式不表示结构，只表示硅酸盐的组成，不能认为硅酸盐是氧化物混合的。1.古代陶瓷中使用的颜料的成分一直是个谜，近年来，科学家们发现大部分是硅酸盐，例如蓝紫色硅酸盐铜(BaCuSi2Ox，铜为2价)。以下关于硅酸铜钡的陈述不准确()A.可用的氧化物格式显示为BaOCuO2SiO2B.性质稳定，不易脱色C.容易溶于强酸和强酸D.x等于6答

5、案c分析根据化合物的元素化和对数和0的原则，2 2 24=2X，因此X=6；BaCuSi2O6可用的氧化物格式为BaOCuO2SiO2中选择所需的构件。硅酸铜钨属于硅酸盐，不溶于强酸。古代陶瓷中使用的颜料可以长期保存原来的颜色，因此硅酸铜钨的性质稳定，不易脱色。2.以下关于水玻璃的性质和用途的叙述中不准确的是()A.这是不燃烧也不腐蚀的矿物粘合剂B.在建筑工业中可以制造粘合剂、耐酸水泥混合物C.木材、织物浸入水玻璃后具有防腐性能，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分析水玻璃的化学性质稳定，但在空气中容易与二氧化碳反应，形成硅氧烷。硅酸盐产品硅酸盐产品应用广泛，熟悉的玻璃、

6、水泥、陶瓷是常见的硅酸盐产品，也是最常用的无机非金属材料。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，粘土水泥窑3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3玻璃纯碱、石灰石、石英玻璃熔窑Na2OCaO6SiO2陶瓷粘土硅酸盐归纳整理工业上普通玻璃的主要反应。Na2co3 sio2na2 sio3 CO2Ca CO2 SiO 2 casio 3 CO2以下玻璃说明是正确的()A.制造普通玻璃的原料主要是纯碱和石英B.普通玻璃的主要成分不是二氧化硅C.玻璃是多种茄子成分一起溶解的晶体，有固定熔点D.过量沉积物、纯碱和石灰石熔化后生成玻璃答案d普通玻璃的主要成分是硅酸钠、

7、硅酸钙、二氧化硅，是没有固定熔点的混合物。二氧化硅和信息材料1.二氧化硅(1)存在：沙子、石英、石英、水晶、硅藻土等都是自然存在的二氧化硅。(2)物理特性：熔化，沸点，硬度，不能溶于水。(3)化学性质：酸性氧化物的透气性：NaOH溶液和反应：2 NaOH SiO2=Na2 sio3 H2O碱性氧化物(CaO)反应：Cao SiO 2 casio 3。特性：与氢氟酸的反应：SiO 2 4hf=SIF 42 H2O。(4)用途：也可用于制作光学透镜、石英钨和光纤。2.硅(1)物理特性：晶体硅是有金属光泽的灰色黑色固体，结构分析表明晶体硅具有高熔点、高硬度和脆性。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，

8、是好的半导体材料。(2)化学性质：硅原子的最外层有四个电子，得失比前者更难，化学性质不活泼。常温下硅除了与F2，HF，强碱溶液反应外，与其他物质(如江珊，强碱剂)没有反应。加热时硅会与O2，Cl2，C发生化合反应。(3)硅的工业配方粗：准备原理：SIO 2 2CS I 2CO(隔离空气条件下，C过量)。氧化剂：SiO2，还原剂：c2精炼：在高温下对粗硅(杂质较多)和Cl2进行反应，生成SiCl4。精制SiCl4后，将其还原为H2可获得高纯硅，反应的化学方程式为SI 2C L2 sicl 4+2H2Si+4HCl 4 2H2Si 4 HCL。归纳整理二氧化硅的性质(1)碳和硅、二氧化硅和二氧化碳

9、性质大不相同的原因是结构不同。(2)SiO2是酸性氧化物，但不溶于水，与水没有反应，与酸(氢氟酸除外)没有反应。SiO2H2SiO3需要间接实现，例如SiO2SiOH2SiO3。(3)SiO2晶体中没有SiO2分子，SiO2表示二氧化硅中的Si原子和O原子数比为1: 2的化学式。(4)玻璃瓶可以装碱液，但用玻璃罩渡边杏。(。玻璃中含有SiO2，SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3，瓶口与软木塞粘在一起，很难打开。(5)Si，SiO2切换关系4.以下关于SiO2的陈述中的错误是()A.不能与水反应b .属于酸性氧化物C.与任何酸都没有反应。d .在高温下能与碳反应答案c1.科学家提出了硅

10、是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。如果硅被开发和利用为普遍使用的新能源，对其有利因素提出以下主张时，你认为不对的是()A.硅易于运输、保管，从安全角度看，硅是比较安全的燃料B.自然界中存在大量的元素硅C.硅燃烧放出很多热量，燃烧产物环境污染程度低，易于有效控制D.自然界中硅的存储量很丰富。答案b硅在室温下为固体，性质比较稳定，易于保管，比较安全，A准确。硅在自然界中含量丰富，主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，是仅次于氧，B的失误。硅被开发为普遍使用的新能源，说明燃烧释放的热量大，用硅燃烧生成二氧化硅，二氧化硅是固体，易于有效控制，说明C是正确的。硅在自然界中含量丰富，仅次于氧的D是正

11、确的。2.以下陈述正确()A.二氧化硅是可以与碱反应，但不能与任何酸反应的酸性氧化物B.二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子组成C.硅酸的酸性比碳酸的酸性强，硅酸不溶于水D.CO2和SiO2都具有氧化性，可以用作氧化剂答案d分析SiO2可以与氢氟酸反应，反应的化学方程式为SiO 2 4 HF=SIF 42 H2O，因此A不准确。二氧化硅没有SiO2分子，因此B项不准确。硅酸的酸性比碳酸弱，不溶于水，C不准确。3.能够证明硅酸的酸性比碳酸酸性弱的实验事实是()A.CO2是气体，SiO2是固体B.二氧化硅的熔点比二氧化碳高C.反应SiO 2 CaCO3 casio 3 CO2可能发生D.CO2进入

12、Na2SiO3稀溶液析出硅酸沉淀，结果H2SiO3牙齿逐渐收敛，形成硅酸溶胶。答案d分析酸性强弱与牙齿酸的氧化物的状态和物理性质无关，A，B都不准确。c抗反应只能在高温条件下进行。因为CO2是气体，生成后脱离反应体系可能会继续进行，但这并不意味着硅酸的酸性比碳酸的酸性强。d项是比较强的酸，可以证明硅酸的酸性比碳酸的酸性弱。4.用二氧化硅制作高纯硅的过程如下。以下判断错误的是()A.全部是氧化还原反应B.H2和HCl都是可回收的C.SiO 2是坚硬难熔化的固体D.si HCl 3摩尔的质量为135.5 g答案d分析SiO2Si，SiSiHCl3，SiHCl3Si，都是化合价钱变化，都是氧化还原反

13、应，a是正确的。根据工艺流程，氢和氯化氢参与反应，最终生成，所以都可以回收，知道B是正确的。二氧化硅是原子晶体，硬度大，c准确。SiHCl3摩尔的质量为135.5GMOL-1，D错误。硅元素及其化合物被广泛使用。请回答以下问题：硅半导体材料的制备必须先得到高纯硅。三氯硅烷(SiHCl3)还原法是目前制造高纯硅的主要方法，生产工艺图如下：(1)编写在纯SiHCl3中制造高纯硅的化学反应方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)整个准备过程要严格控制无水无氧。SiHCl3遇到水

14、激烈反应，生成H2SiO3、HCl和其他物质，形成扁平的化学方程式(_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _H2在SiHCl3还原过程中混合O2时可能会出现的结果是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _答案(1) si HCl 3 h2si 3 HCl(2)si HCl 3 3H2o=h2sio 3 H23 HCl高温下，H2遇到O2时会爆炸分

15、析(1)根据质量保留定律，SiHCl3和H2在高温下反应，生成Si和HCl，化学方程式为SI HCL 3 H2SI 3 HCL。(2)根据质量守恒定律，SiHCl3通过水的激烈反应生成H2SiO3，HCl，H2，反应的化学方程式为SI HCl 3 3H2O=h2sio 3 H23 HCl。H2还原SiHCl3中O2混合后，H2在高温下遇到O2并爆炸。6.硅和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致密的SiO2。两者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质不同，用途不同。从石英制作硅，经过以下三个阶段，写出每个阶段反应的化学方程式(离子反应，写离子方程式)。(1)用N

16、aOH(aq)溶解石英：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)过滤，在过滤器中添加盐酸，直到不再发生沉淀为止：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(3)米热、硅酸溶液富集、蒸汽干燥溶液加热和固体完全分解：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。写入硅的用途：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

17、 _ _ _ _ _ _。答案(1) 2oh- SiO2=SiO H2O(2)SiO 2h=h2sio 3；(3)H2 SI O3 H2OSIO 2干燥剂(或“催化剂载体”)分析(1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，用碱反应生成盐和水。2 NAOH SIO2=NA2 SIO3 H2O。(2)过滤，去除石英中的杂质，滤液为Na2SiO3(aq)，硅酸为弱酸，Na2SiO3和盐酸分解反应：na2sio 3 2 HCL=2 NACL h2sio 33硅胶的制造：石英(SiO2)Na2SiO3H2SiO3硅。硅的主要用途是用作干燥剂、催化剂的载体。课堂作业经典基础问题1.以下叙述中正确的是()A.自然界中存在大量的元素硅B.石英、水晶、硅的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化学性质活泼，能引起酸或碱溶液和化学反应D.自然界的硅石都存在于石英中答案b