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水晶项链,石英钟是硅酸盐制品

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第一篇:《硅酸盐矿物与硅酸盐产品——唐志刚》

迁安一中西校区高一化学学案

1. 硅的存在:

(1)在地壳中的含量仅次于 ,居于第 位;

(2)在自然界中没有 态的硅,只有以 存在的硅。如 、 等; (3)化合态的硅广泛存在于地壳的各种 和 里,是构成 和 的主要成分。 2. 硅酸盐极其性质

(1)硅酸盐组成的表示方法

①盐化学式法:如:硅酸钠: 、硅酸钙: ,此法用于组成简单的硅酸盐。 ②盐氧化物法:如:锆石:_______红柱石________镁橄榄石_______钙铝石榴子石_______ (2)硅酸盐的性质

①Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种,其它可溶性的硅酸盐还有________、_________ ②Na2SiO3的水溶液俗称________,是建筑业中常用的一种_________,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既___________又__________。

③Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2,化学方程式________,因此Na2SiO3溶液要______保存。3. 硅酸盐产品

(1)陶瓷:中国是瓷器之都,新石器时代就已经掌握了炼陶技术,陶瓷不仅广泛应用于生活,而且在电子工业,原子能工业,宇航事业等方面发挥越来越重要的作用。 (2)水泥:建筑业中使用最普遍的基础材料。

制造原料:_______(主要成分______),___________;主要设备:__________________ 生产条件:__________________(注意:生产过程中加入石膏的作用__________________) (3)玻璃:一种重要的工农业原料。

制造原料:_________,__________,_________;主要设备:__________________ 生产条件:__________________成分:__________________ 【重点知识讲解与演练】

硅酸盐矿物、硅酸盐产品(传统材料) 一.硅酸盐的结构:

(1)硅酸盐的结构复杂,常用氧化物的形式表示比较方便,硅酸盐结构稳定在自然界中稳定存在。(2)氧化物形式书写的规律:

①各元素写成相应的氧化物,元素的价态保持不变。

②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列,中间用“•”间隔。 ③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。

二.Na2SiO3的性质:Na2SiO3易溶于水,水溶液俗称“水玻璃”。 化学性质:(1)水溶液呈碱性(用pH试纸测),通CO2有白色沉淀:Na2SiO3 + CO2 +2 H2O == Na2CO3+ H4SiO4↓(原硅酸,白色胶状沉淀),离子方程式: 。 原硅酸不稳定,易失水成硅酸:H4SiO4 == H2SiO3 + H2O(硅酸在方程式中可代替原硅酸书写。) 硅酸受热分解:H

2SiO3

H2O + SiO2 ,

原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸,酸性:H2CO3强于H4SiO4或H2SiO3。

(2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀:Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓,

离子方程式: . (3)硅酸和氢氧化钠反应:H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O.

离子方程式: 。 三. 硅酸盐产品(传统材料)

(1)水泥: 生产原料:有黏士(主要成分为硅酸盐),石灰石。设备:水泥回转窑(高温煅烧)。石膏:调节水泥的硬化速率。

(2)普通玻璃:生产的原料:石英、纯碱、石灰石 设备:玻璃熔炉(高温熔融) 制玻璃的主要反应:SiONa2 + 2CO3

高温 Na

CO高温

2SiO3 + 2↑,SiO2 + CaCO3

CaSiO3 + CO2↑.

(3)陶瓷: 主要原料:粘土、石英砂,a、练泥b制坯c上釉d釉下彩d釉上彩(烧制) 【典题解悟】

【例1】熔融烧碱应选用的器皿是( )

A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.生铁坩埚 D.陶瓷坩埚

【例2】高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y,其中x、y的数值分别是( ) A.7、2 B.5、4 C.6、3 D.3、6

【例3】三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡,是因为该物质不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物的形式为______,它中和胃酸(HCl)的化学方程式是_________________________。 【当堂检测】

【课堂练习1】给下列溶液中通入CO2气体,不可能产生沉淀的是 ( ) A氯化钙和硝酸钡的混合液 B稀的水玻璃

C偏铝酸钠溶液 D碳酸钠饱和溶液

【课堂练习2】在炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中,都需要的原料是 ( ) A 生石灰 B石灰石 C石英 D)纯碱

【课堂练习3】 应用带胶塞的玻璃试剂瓶保存的溶液是 ( ) A烧碱 B硫酸钠溶液 C水玻璃 D浓硫酸

【课堂练习4】下列物质属于纯净物的是 ①水玻璃 ②水泥 ③玻璃 ④漂白粉 ⑤胆矾 ⑥氯水 ⑦液氯 ( ) A. ①④ B. ①⑤ C. ①⑤⑥ D. ⑤⑦

【课堂练习5】氢氧化铝胶囊、碳酸氢钠粉剂都因能同胃酸反应,曾用来治疗胃酸过多。三硅酸镁(2MgO·3SiO2·nH2O)和氢氧化铝胶囊一样,在治疗时作用更持久。试写出三硅酸镁同胃酸的主要成分作用的离子方程式: 。

1.物理性质

晶体硅呈 灰黑色、有 光泽、硬而脆,熔点很高(1 410 ℃),是良好的半导体材料。 2.化学性质

(1)常温下,硅的化学性质不活泼,只与氟气、氢氟酸、强碱反应。

、 、

(2)在高温或加热条件下,硅能跟某些非金属单质(Cl2、O2、C)反应

、 、 (3)应用:硅晶体的导电性介于 和 之间,是重要的 材料,广泛应用于 的各个领域。 【自主学习二】二氧化硅

(1)物理性质:天然二氧化硅分为晶体和无定形两大类。石英的主要成分是 ,自然界透明的六方柱状石英晶体,即 ;天然的SiO2也叫 ;无定形SiO2有硅藻土等。SiO2晶体为空间网状结构,硬度 ,熔点 ,不导电, 于水。 (2)化学性质(二氧化硅属于酸性氧化物)

①和碱性氧化物反应:与CaO高温反应的化学方程式为 ②和强碱溶液反应:与NaOH溶液反应的化学方程式为 ③与某些盐反应:与碳酸钠、碳酸钙高温反应产生硅酸盐和二氧化碳方程式为 、

④与氢氟酸和氟气反应产生四氟化硅方程式为 、 。

⑤在高温条件与碳反应生成硅和一氧化碳: 。 (3)用途① ,② ,③ 。 【自主学习三】硅的制备和提取

1、硅的制备:用焦炭在高温电炉中还原石英的化学方程式为 ,可制粗硅。2、硅的提纯:

(1)四氯化硅还原法:粗硅与氯气直接反应:Si+2Cl2450~500℃SiCl4。四氯化硅是无色透明的液体,沸点为57.6 ℃,可用精馏(类似多次蒸馏)的方法提纯,再用锌或氢气还原。

SiCl4(气)+2Zn(气) 950~1000℃Si(固)+2ZnCl2(气) SiCl4+2H21100℃Si+4HCl (2)硅化氢(SiH4)热分解法:将粗硅与镁在真空或氢气流中加热。2Mg+Si500~550℃Mg2Si

Mg2Si+4HCl(浓)===SiH4↑+2MgCl2

SiH4是无色、有特殊气味的有毒气体,沸点为-112 ℃,在空气中易自燃。

硅化氢受热分解:SiH4Si+2H2 【重点知识学习与演练】

一号。请回答下列问题。(1)“龙芯”(芯片)的主要化学成分是__________。 (2)计算机长距离联网使用传输信息很快的线路的材料叫_________,其主要化学成分是__________。 (3)如果埋在地下的这种材料裸露在碱性的土壤里造成断路,用离子方程式说明原因____________。 【归纳总结】

互动训练1 下列说法错误的是( )

A.硅是制造太阳能电池的常用材料 B.二氧化硅是制造光导纤维的材料 C.水玻璃的主要成分是Na2SiO3,可用作木材防火剂

D.常温下硅的化学性质活泼,可以与氯气、强酸、强碱溶液等起反应 【例2】 下列说法正确的是( )

A.太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利于环保、节能

B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C.工艺师利用盐酸雕刻玻璃 D.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐产品 【归纳总结】

互动训练2 下列物品或设备:①水泥路桥 ②门窗玻璃 ③水晶镜片 ④石英钟表 ⑤玛瑙手镯 ⑥硅太阳能电池 ⑦光导纤维 ⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是( ) A.①②③④⑤⑦ B.全部 C.⑥⑧ D.①②⑦⑧ 【课堂训练】

1.下列叙述正确的是( )

A.硅元素可以以游离态的形式存在于地壳中

B.冰晶石、水晶、硅藻土的主要成分都是二氧化硅 C.二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别

D.二氧化硅的化学性质活泼,能跟酸、碱发生化学反应

2.硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述不正确的是( )

A.硅晶体在电子工业方面有广泛的应用B.二氧化硅是制造光导纤维的材料 C.二氧化硅是制造玻璃的主要原料

D.二氧化硅是信息技术的材料基础,可直接用于制造计算机芯片

3.在反应SiO2+3C高温SiC+2CO中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为( ) A.1:3 B.3:1 C.2:1 D.1:2

A.SiO2晶体是立体网状的结构,熔沸点高、硬度大B.CO2通入Na2SiO3溶液中可以得到白色沉淀 C.SiO2可用于制作光学镜片D.高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2,所以硅酸的酸性比碳酸强 2.下列试剂的保存方法正确的是( )

A.氢氟酸存放在玻璃瓶中 B.烧碱溶液存放在带橡皮塞的玻璃瓶中 C.水玻璃存放在滴瓶中 D.液溴直接存放在棕色滴瓶中 3.下列说法中,不正确的是( )

A.SiO2和CO2都是酸性氧化物,均可与NaOH溶液反应B.水晶项链、石英钟都是硅酸盐制品 C.SiO2和CO2在一定条件下,均可与CaO发生反应 D.SiO2不溶于水,而CO2可与水反应,生成H2CO3

4.下列物质中,在常温能与氢氧化钠溶液反应,但不能与稀硫酸反应的单质是( ) A.铜 B.硅 C.铝 D.二氧化硅 5.玻璃的主要成分之一是二氧化硅。常用于玻璃上蚀刻,能将其制成毛玻璃和雕花玻璃的是( ) A.NaOH溶液 B.Na2CO3溶液 C.氢氟酸 D.盐酸 6.下列试剂应用带胶塞的玻璃试剂瓶保存的是( )

A.NaOH溶液 B.氢氟酸 C.浓H2SO4 D.氯水 7.熔融烧碱应选用的器皿是( )

A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.生铁坩埚 D.Al2O3坩埚 8.在一定条件下,下列物质不能与二氧化硅反应的是( )

①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钾 ⑦硫酸钠 A.③⑤⑦ B.⑤⑦ C.③⑤ D.⑤ 9.下列各项应用中,利用了硅元素的氧化性的是( )

A.用硅制造集成电路、晶体管等半导体器件 B.制造石英钟的原料

C.在野外,用硅、石灰、烧碱的混合物制取氢气:Si+Ca(OH)2+2NaOH===Na2SiO3+CaO+2H2↑ D.单质硅的制造:SiO2+2C高温Si+2CO↑ 10.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

A.玻璃 B.水泥 C.纯碱 D.水玻璃 13.下列化学式不表示硅酸盐的是( )

A.CaSiO3 B.2MgO·SiO2 C.3CaO·Al2O3 D.Ca3Al2Si3O12 14.下列叙述不正确的是( )

A.制取水泥和普通玻璃的过程中都发生了复杂的物理化学变化 B.提前建成的三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料 C.制取水泥时加入适量的石膏,其目的是调节水泥的硬化速率

15.下列说法正确的是( )

①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素;②刚玉、玻璃、红宝石都是硅酸盐制品;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.②③ C.①④ D.③④ 16.下列不属于陶瓷制品的是( )

A.实验室中的普通坩埚 B.实验室中的普通试管C.电器中的绝缘瓷管 D.建筑上使用的砖瓦 17.下列关于水玻璃的性质和用途的说法不正确的是( )

A.它的化学性质稳定,在空气中不易变质B.它是一种矿物胶,既不能燃烧也不易被腐蚀

C.在建筑工业上可作黏合剂 D.木材、织物浸过水玻璃后,具有防腐性且不易着火 18.将足量CO2气体通入水玻璃中,然后加热蒸干,再在高温下充分灼烧,最后所得的固体物质是 A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3 C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2

19.生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2,要检验是否存在这两种杂质选用( ) A.水 B.盐酸 C.硫酸 D.烧碱溶液

20.将4.2 g硅和9.2 g钠同时投入适量的水中,充分反应后,产生H2(标准状况)的体积是( ) A.22.4 L B.11.2 L C.5.6 L D.2.8 L 21.滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]和钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]分别用氧化物的形式可以表示为_______。有一种石棉矿叫做青石棉,其化学式为Na2Fe5Si8H2O24,写成氧化物形式的化学式为________。生产玻璃的原料之一是正长石KAlSi3Ox,x是________,以氧化物形式表示为_______。 22.有A、B、C、D四种含硅元素的物质,它们能发生如下变化:

(1)C与烧碱溶液反应生成A和水;(2)A溶液与氯化钙溶液反应生成白色沉淀D。 (3)B在O2中加热反应生成C;(4)C在高温下与石灰石反应生成D和一种气体。 (5)C在高温下与碳反应生成B。

根据上述变化①写出A、B、C、D的化学式:A________,B________,C________,D________。 ②分别写出(1)和(5)反应中的化学方程式:_____________________,______________________。

③在(1)反应中若用12 g C恰好与200 mL烧碱溶液反应,则烧碱溶液中的OH-

的物质的量浓度

为__________mol·L-1

23.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:

(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:

焦炭HCl精馏H石英砂――→粗硅――→SiHCl3粗――→SiHCl3纯――→高纯硅 高温573 K以上1 357 K

①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:

________________________________________________________________________。

②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式:_________________________________;

H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是_______________________________。 (2)下列有关硅材料的说法正确的是______(填选项字母)。 A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产砂纸、砂轮等

B.含4%硅的硅钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯 C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高 E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

课时训练

1.已知A~I有如图所示转换关系: 已知:①单质E可作为半导体材料;②化合物F是不能生成盐的氧化物;③化合物I能溶于水呈酸性,它能够跟氧化物A起反应;④D是非金属单质,且为双原子分子。 据此,请填空:

(1)化合物F是__________;(2)化合物I是__________; (3)反应①的化学方程式是____________________; (4)反应④的化学方程式是____________________;

(5)写出I的水溶液与A反应的方程式:______________________________________。

2.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:

①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 ②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl300℃SiHCl3+H2 ③SiHCl3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。

请回答下列问题。

(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为_____________________________________________。 (2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为________。

(3)用SiHCl3与过量H2反应制备硅的装置如图所示(热源及夹持装置已略去):

①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是

____________________________________________________ ___。

②反应一段时间后,装置D中观察到____________________________________________, 装置D中发生反应的化学方程式为_____________________________________________。

③为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需加入的试剂(填写字母代号)是________。

a. 碘水 b.氯水c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液

溶解度表水晶项链,石英钟是硅酸盐制品

第二篇:《3.3含硅矿物及信息材料》

3.3含硅矿物及信息材料

一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)

1.下列物品或设备:①水泥路桥 ②门窗玻璃 ③水晶镜片 ④石英钟表 ⑤玛瑙手镯 ⑥硅太阳能电池 ⑦光导纤维 ⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是

( )

A.①②③④⑤⑦

C.⑥⑧ B.全部 D.①②⑦⑧

2.下列说法错误的是 ( )

A.硅是制造太阳能电池的常用材料

B.二氧化硅是制造光导纤维的材料

C.水玻璃的主要成分是Na2SiO3,可用作木材防火剂

D.常温下硅的化学性质活泼,可以与氯气、强酸、强碱溶液等起反应

3.下列试剂的保存方法正确的是 ( )

A.氢氟酸存放在玻璃瓶中

B.烧碱溶液存放在带橡皮塞的玻璃瓶中

C.水玻璃存放在滴瓶中

D.液溴直接存放在棕色滴瓶中

4.下列说法中,不正确的是

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