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第三單元 含硅礦物與信息材料,【學考報告】,一、硅酸鹽礦物與硅酸鹽產品,1.硅的存在,硅在地殼中的含量占第___位，硅主要以熔點很高的_________及________為主要存在形式。因此硅是以______態(tài)存在于自然界。,二,二氧化硅,硅酸鹽,化合,2.硅酸鹽的表示方法,(1)化學式法 組成較簡單的硅酸鹽一般用化學式直接表示組成。如硅酸鈉________、硅酸鈣_______等。 (2)氧化物法 組成相對復雜的硅酸鹽通常用_________和___________等氧化物的組合形式來表示硅酸鹽，如硅酸鈉(Na2SiO3)寫成__________、石棉(CaMg3Si4O12)寫成________________、長石(KAlSi3O8)寫成_______________，紅柱石(Al2SiO5)寫成___________。 高嶺石[Al2(Si2O5)(OH)4]寫成_________________ 鎂橄欖石(Mg2SiO4)寫成2MgO·SiO2。,Na2SiO3,CaSiO3,二氧化硅,金屬氧化物,Na2O·SiO2,CaO·3MgO·4SiO2,K2O·Al2O3·6SiO2,Al2O3·SiO2,Al2O3·2SiO2·2H2O,3.硅酸鈉的性質及應用,(1)物理性質：白色固體，Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗稱________。 (2)化學性質：與酸(如鹽酸、碳酸)反應生成_____沉淀。 (3)用途：制造硅膠和木材防火劑的原料。,水玻璃,硅酸,4.硅酸鹽產品,黏土,純堿、石灰石、石英,黏土、石灰石,玻璃窯,水泥回轉窯,【思考探究】 1.有同學認為“硅酸鹽可以寫成氧化物形式，所以硅酸鹽就是由氧化物組成的”，你同意這個觀點嗎？,提示 不同意；將硅酸鹽改寫成氧化物形式是為了便于分析硅酸鹽組成，而不能簡單認為硅酸鹽是由氧化物組成的，硅酸鹽的組成結構是很復雜的。,2.硅酸鹽材料生產工藝有什么特點？,提示 硅酸鹽材料生產的特點：①用含硅的物質作原料；②反應條件是高溫；③反應原理復雜，有復雜的物理、化學變化；④生成物是硅酸鹽。,【例1】 《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個謎，近年來科學家才得知大多數(shù)為硅酸鹽，如藍紫色為硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價)，下列關于硅酸銅鋇的說法不正確的是( ),A.可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2 B.性質穩(wěn)定，不易脫色 C.易溶解于強酸或強堿溶液 D.x等于6,解析 根據化合物中化合價代數(shù)和為零，所以有2＋2＋4×2＋(－2)×x＝0，所以x＝6，硅酸銅鋇的化學式為BaCuSi2O6，寫成氧化物形式為BaO·CuO·2SiO2，又因為硅酸鹽性質穩(wěn)定，故C項錯誤。 答案 C,【訓練1】 用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，其中不正確的是( ),A.鈣沸石CaAl2Si3O10·3H2O表示為CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O B.鎂橄欖石Mg2SiO4表示為2MgO·3SiO2 C.鉀長石KAlSi3O8表示為K2O·Al2O3·6SiO2 D.高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4表示為Al2O3·2SiO2·2H2O 解析 Mg2SiO4應表示為2MgO·SiO2，B錯誤。 答案 B,二、SiO2與信息材料,(一)二氧化硅(SiO2) 1.SiO2的物理性質及應用,二氧化硅是一種熔沸點___、硬度___的氧化物，除可用于制作_________、___________外，還可用于制造__________。,光學鏡片,大,石英坩堝,高,光導纖維,2.SiO2的化學性質,(1)二氧化硅是一種酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性 ①二氧化硅在常溫時可以與堿溶液緩慢反應生成鹽和水： ________________________________ ②二氧化硅在高溫下可與堿性氧化物反應： ______________________,SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O,(2)二氧化硅的特性 ①SiO2不溶于水，也不與水反應。 ②二氧化硅在常溫下與氫氟酸反應： __________________________ ③二氧化硅中的硅為＋4價，具有弱的氧化性： ________________________ 二氧化硅在高溫下可與鹽反應： _________________________________ _______________________________,SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O,(二)單質硅 1.硅的物理性質和用途,硅單質有________和_________兩種，硅晶體的熔點和沸點都很____，硬度也很____，晶體硅是一種重要的半導體材料。,晶體硅,無定形硅,高,大,2.硅的化學性質,(1)常溫下，硅的化學性質不活潑，只與氟單質、氫氟酸、強堿(如NaOH溶液)發(fā)生反應。其反應的化學方程式分別為： ①________________； ②________________________； ③___________________________________。 (2)加熱條件下和某些非金屬單質(如O2、Cl2)發(fā)生反應，其化學方程式為： ①_________________；② _________________ 。,Si＋2F2===SiF4,Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑,Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑,3.硅的制備,工業(yè)上用碳在高溫下還原二氧化硅的方法，制得含有少量雜質的粗硅。將粗硅在高溫下和氯氣反應生成四氯化硅，四氯化硅經提純后，再用氫氣還原，就可以得到高純度的硅。反應過程中發(fā)生的反應為： 粗硅的制備：_________________________。 精煉制高純硅：_________________，____________________。,【思考探究】 3.保存NaOH溶液時能使用玻璃塞嗎？為什么？,提示 不能。2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3有強黏性，使瓶塞黏在試劑瓶上，不易打開。,4.光能電池板的原料是什么？,提示 高純度的晶體硅。,5.硅精制的三個反應中，硅元素總是被還原嗎？,提示 不是。硅與氯氣的反應中，硅元素被氧化。,【例2】 下列關于二氧化硅的說法中正確的是( ),A.二氧化硅溶于水顯酸性，所以二氧化硅屬于酸性氧化物 B.二氧化碳通入硅酸鈉溶液可以得到硅酸 C.因為高溫時二氧化硅與碳酸鈉反應放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸強 D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 解析 二氧化硅是酸性氧化物，但是它不溶于水，不能和水反應生成硅酸，A項錯誤；二氧化硅在高溫下與碳酸鈉的反應不能用作判斷硅酸與碳酸酸性強弱的依據，判斷的依據是CO2通入Na2SiO3溶液中產生硅酸沉淀，得出H2CO3的酸性強于H2SiO3，C項錯誤，B項正確；二氧化硅可以與氫氟酸發(fā)生反應，D項錯誤。,B,解析 (1)該反應不是復分解反應，且SiO2對應的酸是H2SiO3，屬于弱酸，其酸性小于H2CO3酸性，故不屬于強酸制弱酸。該反應之所以能發(fā)生是由于在加熱條件下能將揮發(fā)性的酸酐從其中代換出來。 (2)該反應是氧化還原反應，SiO2作氧化劑，證明SiO2具有氧化性。 (3)玻璃中含有SiO2，能與HF發(fā)生反應而使玻璃腐蝕。 答案 (1)B (2)C (3)A,【例3】 (加試題)硅被譽為無機非金屬材料的主角。有科學家提出硅是“21世紀的能源”“未來的石油”，下列有關說法正確的是( ),A.硅的含量居第二位，在地球上有豐富的單質硅資源，如石英、水晶、碼瑙的主要成分都是單質硅 B.硅相對于氫氣便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是有開發(fā)價值的燃料 C.存放NaOH溶液的試劑瓶應用玻璃塞 D.硅是一種良好的半導體材料，可用于制造電纜 答案 B,【訓練3】 (加試題)下列關于硅及其化合物的敘述中正確的是( ),A.單質硅性質穩(wěn)定，常溫下不會與任何物質發(fā)生反應 B.實驗室里熔化燒堿可用瓷坩堝 C.硅是光導纖維的主要原料 D.水玻璃可作黏合劑及耐火材料 答案 D,