第3單元含硅礦物與信息材料 專題3基礎材料和含硫化合物 學習目標定位 1 知道硅在自然界的存在形式和硅酸鹽產品的重要應用 會用氧化物的形式表示復雜硅酸鹽的組成 2 知道硅及其重要化合物二氧化硅的性質及其應用 新知導學 達標檢測 內容索引 新知導學 氧 1 硅元素的存在形式 一 硅酸鹽 化合 氧化物 4 2 硅酸鹽的組成與性質 na2o sio2 不 k2o al2o3 6sio2 相關視頻 用氧化物形式表示硅酸鹽的組成 1 氧化物的書寫順序 活潑金屬氧化物 較活潑金屬氧化物 二氧化硅 水 2 氧化物之間以 隔開 3 在氧化物前面按化學式中的比例添加數字 4 若出現分數時應化為整數 3 最簡單的硅酸鹽 硅酸 水玻璃 4 三種常見的硅酸鹽產品 例1下列敘述正確的是a 硅酸鈉是硅酸鹽 但不能溶于水b 電影銀幕用水玻璃浸泡 主要是為了防腐c 建筑工業常用水玻璃作黏合劑d 用水玻璃浸泡鐵道的木制枕木 主要是為了防火 解析na2sio3既是硅酸鹽 又是鈉鹽 硅酸鹽大多難溶于水 而鈉鹽均易溶于水 浸泡銀幕主要是為了防火 而浸泡枕木主要是為了防腐 水玻璃有黏合作用 常作黏合劑 答案 解析 解析根據硅酸鹽改寫氧化物的要求可以判斷 a中al2o3和cao的排列順序有誤 b中化學計量數出現了分數 c中正確的寫法應為k2o 3al2o3 6sio2 2h2o d的寫法符合要求 例2用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成 其中正確的是a 鈣沸石 caal2si3o10 3h2o 表示為al2o3 cao 3sio2 3h2ob 鎂橄欖石 mg2sio4 表示為mgo sio2c 鉀云母 k2al6si6h4o24 表示為k2o 2h2o 3al2o3 6sio2d 滑石 mg3h2si4o12 表示為3mgo 4sio2 h2o 答案 解析 1 存在天然存在的二氧化硅有 沙子 石英 水晶 硅藻土等 2 性質 1 物理性質熔點 硬度 溶于水 二 二氧化硅與信息材料 高 大 不 2 化學性質 sio2 2naoh na2sio3 h2o sio2 4hf sif4 2h2o 3 用途 1 沙子是基本的建筑材料 2 純凈的二氧化硅是現代光學及光纖制品的基本原料 可以制作 3 和制作飾物和工藝品 4 實驗室中使用石英坩堝 光導 纖維 石英 瑪瑙 1 sio2和co2物理性質差別很大 常溫下sio2是堅硬的固體 而co2為氣體 2 sio2和co2都屬于酸性氧化物 但sio2與水 酸不反應 能與氫氟酸反應 能與堿 堿性氧化物反應 3 高溫下 sio2能與碳酸鈉 碳酸鈣反應 例3關于二氧化硅 下列敘述正確的是 填序號 化學性質不活潑 熔融氫氧化鈉固體可用石英坩堝 是酸性氧化物 溶于水顯酸性 不溶于任何酸 物理性質與二氧化碳相似 sio2晶體是由sio2分子直接組成的 水晶 石英 沙子 瑪瑙 光導纖維的主要成分均是sio2 光導纖維在強堿性條件下易發生 斷路 答案 解析 解析 sio2晶體是由原子構成的空間網狀結構 化學性質穩定 sio2與naoh發生反應 熔融naoh固體不能用石英坩堝 不正確 sio2屬于酸性氧化物 與h2o不反應 但能與hf反應 不正確 sio2與co2結構不同 物理性質差別很大 不正確 sio2晶體是由si o原子構成的 不含sio2分子 不正確 正確 光導纖維主要成分為sio2 sio2與堿反應 因此易發生 斷路 正確 解析二氧化硅是硅原子和氧原子按1 2的數目比形成的具有立體網狀結構的晶體 是熔點高 硬度大的固體 二氧化硅是一種不溶于水的酸性氧化物 與水不反應 磨口玻璃塞中的二氧化硅能與氫氧化鈉溶液反應 生成具有粘性的硅酸鈉 容易使玻璃塞與瓶口粘結在一起 氫氟酸能腐蝕玻璃 不能用玻璃瓶盛裝氫氟酸 常用塑料瓶盛裝氫氟酸 例4二氧化硅是玻璃的主要成分之一 下列說法不正確的是a 二氧化硅是一種立體網狀結構的晶體 熔點高 硬度大b 二氧化硅為酸性氧化物 能與水反應生成硅酸c 實驗室不能用磨口玻璃塞試劑瓶盛放氫氧化鈉溶液d 氫氟酸能雕刻玻璃 不能用玻璃瓶盛放氫氟酸 答案 解析 思維啟迪 1 盛放堿性溶液 如氫氧化鈉溶液 的試劑瓶應用橡膠塞或軟木塞 而不能用磨口玻璃塞 2 氫氟酸不能用玻璃瓶盛放 常用塑料瓶盛放氫氟酸 3 石英坩堝不能熔融氫氧化鈉等堿性固體 1 單質硅的結構單質硅有晶體硅和無定形硅兩類 晶體硅結構如圖所示 1 具有形的網狀結構 2 與的結構相似 三 單質硅及其制取 正四面體 金剛石 2 單質硅的性質 1 物理性質 晶體硅是一種帶有的灰黑色固體 根據其結構分析可知 晶體硅熔點 硬度 有脆性 導電性介于之間 是良好的材料 金屬光澤 高 大 導體和絕緣體 半導體 2 化學性質 加熱時硅能與氧氣 氯氣 碳等發生反應 寫出硅與氯氣反應的化學方程式 常溫下 硅能與f2 hf反應 寫出硅與氫氟酸反應的化學方程式 寫出常溫下硅與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式 si 4hf sif4 2h2 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 3 單質硅的制備單質硅常用二氧化硅來制取 主要分為兩個階段 1 用碳還原二氧化硅制備粗硅 反應的化學方程式是 2 將粗硅先與氯氣反應 其產物用氫氣還原制備純硅 反應的化學方程式是 si 粗 2co 1 硅在自然界中以化合態存在 工業上常以二氧化硅為原料來制取單質硅 2 單質硅常用作半導體材料和合金材料 例5我國具有獨立知識產權的電腦芯片 龍芯一號 的問世 填補了我國計算機制造史上的一項空白 下列對晶體硅的有關敘述正確的是a 晶體硅和金剛石的物理性質相似b 晶體硅的性質不活潑 常溫下不與任何物質發生反應c 晶體硅是一種良好的半導體材料 但是它的提煉工藝復雜 價格昂貴d 晶體硅具有金屬光澤 故它屬于金屬材料 可以導電 答案 解析 解析晶體硅的結構與金剛石相似 是具有正四面體形的空間立體網狀結構 所以物理性質與金剛石相似 熔 沸點高 硬度大 硅的化學性質不活潑 但常溫下可與f2 hf和強堿反應 晶體硅是一種良好的半導體材料 被廣泛使用 晶體硅雖然具有金屬光澤 但它屬于非金屬單質 學習小結 硅及其化合物的轉化關系 達標檢測 1 2018 諸暨中學段考 手機芯片是一種在半導體材料上集合多種電子元器件的電路模塊 下列可用作半導體材料的是a 鋁b 二氧化硅c 鐵d 硅 答案 1 2 3 4 5 解析 解析鋁 鐵都是導體 二氧化硅是氧化物 是絕緣體 而硅導電性介于導體與絕緣體之間 是良好的半導體材料 6 2 下列有關硅酸鹽的說法中正確的是a 硅酸鹽中的陰離子都是b 硅酸鹽都難溶于水c 通常用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成 說明硅酸鹽就是由各種氧化物組成的d na2sio3是一種最簡單的硅酸鹽 其水溶液可用作黏合劑 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析硅酸鹽是由硅 氧和金屬組成的化合物的總稱 它包含結構簡單的硅酸鹽 如na2sio3 也包含結構復雜的硅酸鹽 a項錯誤 簡單的硅酸鹽中有少數溶于水 如na2sio3 k2sio3等 b項錯誤 對于硅酸鹽 氧化物的形式僅僅是一種表達方式 并不是說它就是由氧化物組成的 c項錯誤 1 2 3 4 5 6 3 下列關于硅酸鹽工業的敘述正確的是a 普通玻璃的主要成分可以表示為na2o cao 6sio2 說明玻璃為純凈物b 陶瓷 玻璃 水泥都屬于硅酸鹽產品c 制玻璃 水泥時都用到了石灰石和黏土d 制玻璃的過程中發生了反應 na2co3 sio2na2sio3 co2 說明酸性 h2sio3 h2co3 答案 1 2 3 4 5 6 解析 解析普通玻璃的主要成分可以表示為na2o cao 6sio2 還含有其他雜質 因此玻璃屬于混合物 a錯誤 陶瓷 玻璃 水泥都屬于傳統的硅酸鹽產品 b正確 制造玻璃的主要原料是石灰石 純堿和石英 制造水泥的主要原料是石灰石 黏土和輔助原料 c錯誤 1 2 3 4 5 6 4 下列二氧化硅的用途不正確的是a 水晶可用來制造電子產品的重要部件和光學儀器b 純凈的二氧化硅是制造光導纖維的重要原料c 石英玻璃常用來制造耐高溫的化學儀器d 硅藻土常用作吸附劑和氣體的干燥劑 答案 1 2 3 4 5 6 解析硅藻土常用作吸附劑和催化劑的載體 解析 5 下列有關硅的說法不正確的是a 硅是人類將太陽能轉換為電能的常用材料b 硅的導電性介于金屬和絕緣體之間 是良好的半導體材料c 硅的化學性質不活潑 常溫下不與任何物質反應d 加熱到一定程度時 硅能與氯氣 氧氣等非金屬反應 答案 1 2 3 4 5 解析 6 解析a項 晶體硅常用作制造太陽能電池的材料 實現太陽能轉化成電能 正確 b項 硅的導電性介于金屬和絕緣體之間 是良好的半導體材料 正確 c項 硅的化學性質不活潑 在常溫下能與f2 hf等物質發生反應 錯誤 d項 在加熱條件下 硅單質能與氯氣 氧氣等物質發生反應 正確 1 2 3 4 5 6 6 硅是無機非金屬材料的主角 硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質量的90 以上 1 sio2是玻璃的成分之一 sio2與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為 工藝師常用 填物質名稱 來雕刻玻璃 答案 1 2 3 4 5 sio2 2naoh na2sio3 h2o 解析sio2與naoh溶液反應的化學方程式為sio2 2naoh na2sio3 h2o 由于sio2能溶于氫氟酸 因此工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃 解析