含硅矿物与信息材料

2020-09-23
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第三单元含硅矿物与信息材料
课时1硅酸盐矿物与硅酸盐产品
【学海导航】
1、了解硅在自然界的存在形式,了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切联系。
2、掌握陶瓷、水泥、玻璃等重要的硅酸盐产品。
【主干知识】
1、硅的存在:
(1)在地壳中的含量仅次于,居于第位;
(2)在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态态存在的硅。如、等;
(3)化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里,是构成矿物和岩石的主要成分。
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:Na2SiO3、硅酸钙:CaSiO3,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(查阅资料或者参观玻璃厂、水泥厂了解水泥和玻璃是如何生产的)
(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:__________________
【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】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(2MgO3SiO2nH2O)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:。
【达标提高】(一看就懂,一做就会)
123456789101112

1、在自然界里,硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是()
A、晶体硅B、二氧化硅C、硅酸D、硅酸盐
2、下列说法中不正确的是()
A、硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅
B、水泥、普通玻璃都是混合物
C、生产水泥和玻璃都必须用石灰石
D、用纯净的石英制成石英玻璃,它的膨胀系数小,常用来制造耐高温的化学仪器
3、下列物质的主要成分不属于硅酸盐的是()
A、水晶B、陶瓷C、水玻璃D、普通玻璃
4、融化烧碱应选用的坩埚是()
A、铁坩埚B、玻璃坩埚C、石英坩埚D、瓷坩埚
5、下列各组离子在水中能大量共存的是()
A、K+、H+、SiO32-、S2-B、Na+、K+、OH-、SiO32-
C、Na+、Cl-、OH-、HCO3D、Na+、H+、NO3-、SO42-
6、高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y,其中x、y的数值分别为()
A、7、2B、5、4C、6、3D、3、6
7、下列反应不能一步得到的是()
A、SiO2―→Na2SiO3B、SiO2―→H2SiO3
C、Na2SiO3―→SiO2D、H2SiO3―→SiO2
8、现有石灰石、二氧化硅、硅酸钠三种白色粉末,要用一种试剂鉴别,可选用()
A、氢氧化钠溶液B、盐酸C、硝酸银溶液D、氯化钙溶液
9、下列物质中,既不能与盐酸反应,又不能烧碱溶液反应的是()
A、水玻璃B、二氧化硅C、一氧化碳D、氧化铝
10、向下列物质的饱和溶液中通入CO2,不发生反应的是()
A、NaAlO2B、NaHSO4C、Na2SiO3D、Ca(ClO)2
11、能贮存在带磨口塞的玻璃试剂瓶中的试剂是()
A、KOH溶液B、浓H2SO4C、水玻璃D、氢氟酸
12、等质量的Si和O2在密闭容器中反应后,剩下固体中含氧质量分数是()
A、<50%B、=50%C、>50%D、不能确定

课时2二氧化硅与信息材料
【学海导航】
1、知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。
2、认识单晶硅的使用给人类文明进程所带来的重大影响。
【主干知识】
一、二氧化硅(SiO2)
1、存在:二氧化硅广泛存在于自然界中,与其他矿物共同构成了岩石。
天然二氧化硅的矿物有:硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等。
2、物理性质:①状态:;②熔、沸: ;③硬度: ;④水溶性。 
3、化学性质:
(1)结构:二氧化硅晶体与金刚石结构相似,具有高硬度、高熔沸点特征。
(2)具有酸性氧化物的通性;
①二氧化硅与氧化钙(高温):SiO2+CaO——
②二氧化硅与氢氧化钠溶液:SiO2+NaOH——
〖思考〗实验室盛放碱液的试剂瓶常用塞,不用塞,就是为了防止玻璃受碱液腐蚀生成Na2SiO3而使瓶口和塞子粘在一起。
写出反应的离子方程式:。
③二氧化硅与碳酸钠(高温):SiO2+Na2CO3——
(3)不跟酸(除外)反应:SiO2+HF——(雕刻玻璃、腐蚀玻璃)
(4)与C反应(高温):①SiO2+C——②SiO2+C——
4、用途:即为硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等的用途。
用于制造光导纤维、石英玻璃、电子光学仪器、精密仪器轴承、耐磨器皿等。
二、硅
1、物理性质:晶体硅是色、有金属光泽、硬而脆的固体,熔点和沸点都很,硬度也很大(因为它的结构类似于金刚石),是良好的材料,广泛应用于电子的各个领域。
2、化学性质:很稳定
(1)常温下不与O2、Cl2、H2、浓H2SO4、浓HNO3等反应。
(2)加热或高温时有强还原性:
Si+O2――
Si+C――
Si+Cl2――
(3)常温下能与氟气(F2)、氢氟酸(HF)反应:
Si十F2――
Si十HF――
3、硅的制备
工业上用炭自在高温下还原二氧化硅的方法,制得含有少量杂质的粗硅。将粗硅在高温下跟氯气气反应生成四氯化硅,四氯化硅经提纯后,再用氢气还原,就可以得到高纯度的硅。
工业制法:二氧化硅-→粗硅-→四氯化硅-→精硅(写出化学方程式)
(1)SiO2+C――(制粗硅)
(2)Si+Cl2――(分馏、提纯)
(3)SiCl4+H2――+(制纯硅)
【课堂练习1】地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物,不具有的性质()
A、熔点很高B、能与水反应生成对应的酸
C、可与纯碱反应D、与碳在高温下反应可制取两元素中的一种单质
【课堂练习2】将30gSiO2和足量的碳在高温下发生反应SiO2+2C==Si+2CO↑,下列叙述中正确的是()
A.有0.5molSiO2参加反应B.反应中有12g碳被还原
C.反应中生成了2.24LCO(标准状况)D.反应中有0.5×6.02×1023个电子发生转移
【达标提高】
1下列物质中在一定条件下能与SiO2起反应的是()
①浓H2SO4;②H2O;③浓硝酸;④氢氟酸;⑤KOH溶液;⑥氧化钙;⑦碳酸钠
A、①②⑥B、②④C、④⑤⑥⑦D、③④⑤⑥
2下列各组物质间,不能发生反应的是()
A、二氧化硅与氧化钙(高温)B、二氧化硅与氢氧化钠(常温)
C、二氧化硅与碳(高温)D、二氧化硅与浓硝酸(常温)
3、关于硅的说法不正确的是()
A、晶体硅是非金属元素,它的单质是灰黑色的有金属光泽的固体
B、晶体硅的导电性介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体
C、硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应
D、加热到一定温度时,硅能与碳、氧气等非金属反应
4、关于硅的说法中,不正确的是()
A、硅是地壳中含量较丰富的元素
B、在自然界里,硅存在于各种矿物质和岩石中的形式是硅酸
C、晶体硅的结构与金刚石相似,都具有较高的熔沸点
D、晶体硅是良好的半导体材料
5、工业上制造金刚砂(SiC)的化学方程式是SiO2+3C==SiC+2CO↑,在这个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比是()
A、1︰2B、2︰1C、1︰1D、3︰5

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