學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精第二單元含硅礦物與信息材料[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。一、硅酸鹽1．硅元素的存在形式2．硅酸鹽的組成與性質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

4．三種常見的硅酸鹽產品產品原料主要設備主要成分水泥石灰石、黏土水泥回轉窯3CaO·SiO2，2CaO·SiO2,3CaO·Al2O3玻璃純堿、石灰石、石英砂玻璃窯Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土硅酸鹽例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，主要是為了防火答案C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。【考點】硅酸鹽【題點】硅酸鹽的性質及應用例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·eq\f（1,2)SiO2C．鉀云母（K2Al6Si6H4O24）表示為K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2D．滑石（Mg3H2Si4O12）表示為3MgO·4SiO2·H2O答案D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?！究键c】硅酸鹽【題點】硅酸鹽組成的表示方法二、二氧化硅與信息材料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）物理性質熔點高,硬度大;不溶于水。(2)化學性質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,可以制作光導纖維。(3)石英和瑪瑙制作飾物和工藝品.（4）實驗室中使用石英坩堝。（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）。①化學性質不活潑，熔融氫氧化鈉固體可用石英坩堝②是酸性氧化物,溶于水顯酸性，不溶于任何酸③物理性質與二氧化碳相似④SiO2晶體是由SiO2分子直接組成的⑤水晶、石英、沙子、瑪瑙、光導纖維的主要成分均是SiO2⑥光導纖維在強堿性條件下易發生“斷路”答案⑤⑥解析①SiO2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，①不正確；②SiO2屬于酸性氧化物，與H2O不反應，但能與HF反應,②不正確；③SiO2與CO2結構不同，物理性質差別很大，③不正確；④SiO2晶體是由Si、O原子構成的，不含SiO2分子，④不正確；⑤正確；⑥光導纖維主要成分為SiO2，SiO2與堿反應，因此易發生“斷路”,⑥正確。【考點】二氧化硅【題點】二氧化硅的組成與結構

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B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。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?！究键c】二氧化硅【題點】二氧化硅的化學性質三、單質硅及其制取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）具有正四面體形的網狀結構；（2）與金剛石的結構相似。2．單質硅的性質（1)物理性質①晶體硅是一種帶有金屬光澤的灰黑色固體，根據其結構分析可知，晶體硅熔點高、硬度大、有脆性。②導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料.（2）化學性質①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：Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7（加熱))SiCl4。②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：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。③寫出常溫下硅與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：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SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7（高溫))Si(粗）＋2CO↑。(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)＋2Cl2eq\o(=，\s\up7（△)）SiCl4，SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫)）Si（純)＋4HCl。（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A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?！究键c】單質硅【題點】硅的結構與物理性質硅及其化合物的轉化關系

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D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.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SiOeq\o\al（2－,3)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D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。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＋SiO2eq\o(=，\s\up7（高溫)）Na2SiO3＋CO2↑，說明酸性:H2SiO3〉H2CO3答案B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；反應Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7（高溫））Na2SiO3＋CO2↑,不是在溶液中進行的，利用的是難揮發性酸制備易揮發性酸原理,事實上碳酸的酸性強于硅酸的酸性，在溶液中碳酸可以制備硅酸，D錯誤。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D解析硅藻土常用作吸附劑和催化劑的載體。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C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。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。（2）用Na2SiO3溶液浸泡過的棉花不易燃燒，體現Na2SiO3的用途為可作________的原料。（3)工業上常用2C＋SiO2eq\o（=,\s\up7（高溫））Si＋2CO↑制備粗硅,該反應中有元素化合價升高的物質是________（填化學式，下同)，氧化劑是________。答案(1）SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸（2）防火劑(3)CSiO2解析（1)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。（2）Na2SiO3的水溶液又稱“水玻璃”,它具有阻燃的功能，因此可作防火劑。(3）反應中C被氧化，SiO2被還原，因此SiO2作氧化劑。[對點訓練]題組一硅酸鹽及其產品1．下列關于水玻璃的性質和用途的敘述中不正確的是（)A．這是一種礦物膠，既不燃燒也不受腐蝕B．在建筑工業上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料C．木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D．水玻璃的化學性質穩定,在空氣中不易變質答案D解析水玻璃的化學性質穩定，但在空氣中易與二氧化碳反應生成硅酸.2．（2018·金華十校期末調研)金華市博物館陳列著大量明清磚瓦和精美瓷器（婺州窯).下列說法不正確的是（）A．古代的陶瓷、磚瓦都是硅酸鹽產品B．普通玻璃的主要成分是SiO2C．工業上制取水泥的主要原料為黏土、石灰石D．婺州窯胎體的原料為高嶺土［Al2Si2O5（OH)4]，以氧化物形式表示：Al2O3·2SiO2·2H2O答案B解析普通玻璃是由碳酸鈣、碳酸鈉和二氧化硅在高溫下反應得到的產物,主要成分為硅酸鈣、硅酸鈉和二氧化硅，B錯誤；工業上制取水泥的主要原料為黏土、石灰石，在高溫下反應得到復雜的產物,C正確；Al2Si2O5(OH）4用氧化物形式表示：Al2O3·2SiO2·2H2O，D正確。3．據報道我國科學家近年來研制出一種新型“連續纖維增韌”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復合而成。下列相關敘述不正確的是()A．它耐高溫、抗氧化B．它比鋼鐵輕、硬，但質地較脆C．它沒有固定熔點D．它是一種新型無機非金屬材料答案B解析航空材料的特點是質輕、強度高、穩定性好，故A項正確，B項不正確；復合材料屬于混合物,沒有固定的熔、沸點，根據其組成可知屬于新型無機非金屬材料，故C、D項正確。4．下列有關普通玻璃的說法不正確的是()A．制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B．玻璃在加熱熔化時有固定的熔點C．普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D．盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,是為了防止燒堿跟二氧化硅反應生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起答案B解析工業上生產玻璃的原料有純堿、石灰石和石英；玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅，屬于混合物，在加熱熔化時沒有固定的熔點?！究键c】硅酸鹽【題點】常見的硅酸鹽產品題組二二氧化硅的性質及其應用5．下列說法中錯誤的是()A．硅元素是地殼中含量最多的元素B．自然界中二氧化硅主要存在于石英礦和硅酸鹽中C．石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅D．瑪瑙是具有彩色環帶狀或層狀的石英晶體答案A解析地殼中硅元素的含量居第二位，僅次于氧元素；二氧化硅主要存在于石英礦和硅酸鹽中。【考點】二氧化硅【題點】二氧化硅的存在與物理性質6．下列物品或設備的成分中含有二氧化硅的是（）①門窗玻璃②水晶鏡片③石英鐘表④瑪瑙首飾⑤硅太陽能電池⑥光導纖維⑦計算機芯片A．①②③④⑥ B．全部C．⑤⑦ D．①②⑥⑦答案A解析玻璃、石英、水晶、瑪瑙和光導纖維的成分中都含有二氧化硅，計算機芯片、硅太陽能電池的主要成分是單質硅?！究键c】二氧化硅【題點】二氧化硅的用途7．現有硅酸鈉、石灰石、二氧化硅三種白色粉末，只用一種試劑就可以將它們鑒別開,該試劑是(）A．純水 B．鹽酸C．硝酸銀溶液 D．碳酸鈉溶液答案B解析硅酸鈉、石灰石、二氧化硅中后兩種難溶于水；硅酸鈉溶液與鹽酸反應會出現白色膠狀沉淀，后兩種與鹽酸反應分別出現氣體和無明顯現象；硅酸鈉溶液可與硝酸銀溶液反應生成白色沉淀,其余無明顯現象；加入碳酸鈉溶液后均無明顯現象。【考點】硅酸鹽【題點】硅酸鈉溶液及其用途8．關于工業制金剛砂的反應：SiO2＋3Ceq\o（=，\s\up7(高溫）)SiC＋2CO↑，下列說法正確的是(）A．SiO2是氧化劑，C為還原劑B．碳的還原性比硅強C．氧化劑和還原劑的物質的量之比為2∶1D．1molSiO2參與反應時，轉移電子4mol答案D解析由價態變化知該反應是單質碳自身的氧化還原反應，作為氧化劑和還原劑的碳的物質的量之比為1∶2，故選D?！究键c】二氧化硅【題點】二氧化硅性質的綜合題組三硅的制備與用途9．硅被譽為無機非金屬材料的主角，下列物品用到硅單質的是()A．陶瓷餐具 B．石英鐘表C．計算機芯片 D．光導纖維答案C10．（2018·汕頭高一期末)下面關于硅的敘述中,正確的是（)A．二氧化硅可用于光導纖維,利用了它的導電性B．硅是構成礦物和巖石的主要元素,硅在地殼中的含量在所有的元素中居第一位C．硅的化學性質不活潑，在自然界可以以游離態形式存在D．硅在電子工業中是重要的半導體材料答案D解析A項,光導纖維的主要成分是SiO2，不是利用的導電性,利用對光的全反射,故A錯誤;B項,地殼中含量最高的是氧元素，硅元素居第二位，故B錯誤；C項,硅元素是親氧元素,在自然界中以化合態形式存在，故C錯誤；D項,硅是良好的半導體，故D正確?！究键c】單質硅【題點】硅在自然界的存在11．有科學家提出硅是“21世紀的能源"“未來的石油”等觀點.假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發利用，關于其有利因素的下列說法中，你認為不正確的是（)A．硅便于運輸、貯存,從安全角度考慮，硅是最佳的燃料B．自然界中存在大量單質硅C．硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產物對環境污染程度低，容易有效控制D．自然界硅的貯量豐富答案B解析自然界硅的貯量豐富,大多數是以SiO2和硅酸鹽的形式存在，無單質硅存在;硅單質是固體,化學性質不活潑，所以硅便于運輸、貯存,其燃燒產物SiO2對環境污染程度低,容易有效控制，故A、C、D項正確，B項錯。【考點】單質硅【題點】硅在自然界的存在12．制備硅單質時，主要化學反應如下：①SiO2（石英砂）＋2C（焦炭)eq\o（=，\s\up7(高溫))Si（粗硅）＋2CO↑，②Si（粗硅)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7（高溫）)SiCl4，③SiCl4＋2H2eq\o(=，\s\up7(高溫))Si（純硅）＋4HCl，下列對上述三個反應的敘述中不正確的是()A．①③為置換反應B．①②③均為氧化還原反應C．②為化合反應D．三個反應的反應物中硅元素均被還原答案D解析在反應②中Si元素化合價升高,被氧化。[綜合強化]13．為確認HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性強弱,某學生設計了如下圖所示的實驗裝置，一次實驗即可達到目的(不必選其他酸性物質).請據此回答：（1)錐形瓶中裝某可溶性正鹽溶液,分液漏斗所盛試劑應為________。（2）裝置B所盛的試劑是___________________________,其作用是___________________。(3)裝置C所盛試劑是___________________________________________________，C中反應的離子方程式是________________________________________________________________。（4）由此得到的結論是酸性________〉________＞________。答案（1)鹽酸（2)飽和NaHCO3溶液吸收HCl氣體(3)Na2SiO3溶液SiOeq\o\al（2－，3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3）（或SiOeq\o\al(2－，3）＋2CO2＋2H2O=2HCOeq\o\al（－，3)＋H2SiO3↓)（4）HClH2CO3H2SiO3解析根據強酸＋弱酸鹽→弱酸＋強酸鹽分析可知,分液漏斗中盛裝鹽酸,A中盛放Na2CO3，根據Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑可以知道酸性HCl強于H2CO3，然后將生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反應為Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，由此判斷酸性：H2CO3>H2SiO3,但需注意的是A中反應會有HCl氣體逸出，故通入Na2SiO3溶液前需將HCl吸收,但不能吸收CO2，故選用飽和NaHCO3溶液。14．A、B、C、D、E代表單質或化合物，它們之間的相互轉化關系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質.(1)形成單質A的元素，在化合物中的最高化合價為________。（2)B的化學式是________，C的化學式是________，D的化學式是________。(3)B與碳反應生成A和E的化學方程式為_________________________________