硅及其化合物知识上课讲义

1、2222 3 23 22精品文档无机非金属材料的主角硅 【知识要点】一、硅1物理性质晶体硅是一种色具有光泽，硬而脆的固体，熔沸点较高，能导电，是良好的材料。在自然界中只能以化合态存在。主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。其元素含量在地壳中居第 2化学性质化学性质（和碳相似）形成共价化合物，化学性质不活泼。1 常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（hf）和烧碱等物质反应:方程式 、 、2 加热条件下，能跟一些非金属单质（氧气、氢气）起反应。（3）工业制法： （焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。（3）用途：1 作半导体材料晶体管、集成电路

2、、硅整流器和太阳能电池等；2 制合金：含硅 4%的钢具有良好的导磁性变压器铁芯；含硅 15%左右的钢具有良好的耐酸性耐酸设备等。二、二氧化硅1物理性质位。硬度大，熔沸点高，不导电，不溶于水。 造光导纤维。2化学性质注意：sio 与 co 的比较等的主要成分都是二氧化硅，它一般可用于制cosio2与碱性氧化物反应 与碱液反应与盐反应与碳反应 与 h o 作用 与酸反应三、硅酸及硅酸盐 （一）硅酸1. 物理性质3. 化学性质4. 用途（二）硅酸盐 精品文档2na co +siocaco +sio2. 制备方法2 32 2222 3222 322 32 3 23 22 3 23 222 3222 3

3、33 23222 3222 4精品文档（1） 性质特征：性质稳定，熔点较高，大都 溶于水。（2） 主要原料：黏土（al o 2sio 2h o）、石英（sio ）和长石（钾长石 k oal o 6sio 或钠长石 na oal o 6sio ）。（3） 主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃（na sio 的水溶液）等。（4） 水泥和玻璃的生产：原料设备水泥 石灰石、粘土 水泥回转窑玻璃（普通）纯碱、石灰石、石英 玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化3caosio2na co +siocaco +siona sio +co casio +co 主要成分特性2 cao sio3 caoal o水硬性

4、（加石膏调节硬化速度）na ocao 6sio玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体要点精讲一、二氧化硅和硅酸【典型例题】例 1下列物质中，不能通过化合反应制取的是（ ）ah siobfe(oh)cfe(no )dcasio例 2下列各组物质中不起反应的是（ ） asio 与纯碱共熔csio 与大理石共熔bco 通入 na sio 溶液 dsio 和浓 h so 共热例 3碳化硅（sic）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶 体金刚石、晶体硅、碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（ ）abcd例 4下列叙述中，不正确的是（ ） 精品文档223 2 3

5、22 32 326 52226 5222 32222222 6 142 4 6 6 243223 82 2 5 43 8 2 3 23 4 4 2 2 5 43 82 2 5 4精品文档a 光导纤维广泛应用于现代通讯，制造光导纤维的主要原料是 sio b 二氧化碳不宜用于扑灭金属钠燃烧引起的火灾c 一定条件下，可将石墨转化为金刚石，这一变化是物理变化 d欲除去 sio 中混有的少量 caco 和 fe o ，应加入 naoh 溶液例 5实验室存放下列各试剂的瓶塞必须用橡皮塞的是（ ）a澄清石灰水b硅酸钠溶液c新制氯水d氯化钙溶液例 6将 co 通入下列物质的溶液中不与其反应的是（ ）na co

6、 na sio naalo c h ona ca(clo) cacl caco3abc只有d只有例 7用 4 种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是（ ）操作及现象溶液abcd通入 co ，溶液变浑浊。再升温至 65 以上，溶液变澄清通入 co ，溶液变浑浊。继续通 co 至过量，浑浊消失通入 co ，溶液变浑浊。再加入品红溶液，红色褪去通入 co ，溶液变浑浊，继续通 co 至过量，浑浊消失，再加入足 量 naoh 溶液（或加热），又变浑浊。c h ona 溶液na sio 溶液ca(clo) 溶液ca(oh) 溶液例 8如果发现 114 号新元素 x，下列有关 x

7、可能具有的性质合理的是（ ）ax 是非金属元素 cxo 具有较强氧化性bx 的+2 价化合物比+4 价化合物稳定 dx 有稳定的气态氢化物例 9普通玻璃的成分 na casi o ，以氧化物形式可表示为 ；钾云母的化学式 是 k h al si o ，以氧化物形式可表示为 。例 10光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在 大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列 说法正确的是 ( )制造光导纤维的主要原料是 caco ；制造光导纤维的主要原料是 sio ；光导纤维传递光信号的基本 物理

8、原理是光的全反射；光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射a b c d【答案】b例 11矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所措的风化作用是指矿物与水和 co 同时作用的过程。例如钾长石（kalsi o ）风化生成高岭土al si o (oh) ，此后反应的离子方程式为： 2kalsi o +2h co +9h o=2k+2hco +4h sio +al si o (oh) .（ 1 ） 将 上 述 复 杂 硅 酸 盐 改 写 成 氧 化 物 形 成 kalsi o _ al si o (oh) _精品文档22 322 32 222精品文档（2）上述反应能够发生的原

9、因是_。 【答案】（1）k oal o 6sio al o 2sio 2h o（2）较强的酸能制较弱的酸反应。第一节无机非金属材料的主角 -硅 1一、选择题：（本小题共 6 小题，每小题 3 分，共 18 分，每小题只有一个正确答案） 1下列物质中主要成分不是二氧化硅的是 （ ）a硅胶b水晶c玛瑙d硅石2naoh、koh 等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中（ ）a具有玻璃塞的细口瓶 c带滴管的滴瓶b具有玻璃塞的广口瓶 d具有橡胶塞的细口瓶3可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是 （ ）a二氧化硅b粗硅c高纯硅d硅酸盐4下列不是水玻璃用途的是 （ ）a肥皂填料b木材防火剂c纸板黏胶剂d

10、建筑装饰材料5下列不属于传统硅酸盐产品的是 a玻璃b水泥c光导纤维d陶瓷（ ）6钢筋混凝土强度大，常常用来建造高楼大厦、桥梁涵洞、高速公路等，在现代社会中发挥着举足轻重的作用，下面是钢筋混凝土的主要成分的是 a水泥、沙子和钢筋c水泥、碎石和钢筋（ ）b水泥、沙子、碎石和钢筋 d水泥、沙子和碎石二、选择题（共 10 小题，每小题 4 分，计 40 分，每小题有 12 个正确答案，只有一个正确选项的，多选不给 分；有两个正确选项的，选对一个给 2 分，选错一个该小题不给分。）7构成地壳基本骨架的非金属元素的是 （ ）aal bo c si dc8二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应

11、，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是a浓盐酸b 硫酸c硝酸（ ）d氢氟酸9能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是aco 溶于水形成碳酸，sio 难溶于水精品文档（ ）2222222 2 32 2 32 2 2 32 2 33223 2323223 22 33 22精品文档b co 通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀c 高温下 sio 与碳酸盐反应生成 cod 氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀10二氧化硅属于酸性氧化物，理由是 （ ）asi 是非金属元素csio 与强碱反应生成盐和水bsio 对应的水化物是可溶性弱酸 dsio 不能与酸反应11下列物质中

12、，能够与 naoh 溶液反应的是 （ ）a碳酸钠b硅酸钠c二氧化硅d氢氧化铝12下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是 （ ）aco h cobsio na siocna o na co dsio h sio13某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是（ ）a ag+、al3+、k+b sio 2-、alo -、k+c ag+、cu2+、na+dag+、ba2+、 na+14下列离子方程式，正确的是 （ ）a澄清石灰水中通入过量二氧化碳：ca2+2oh-+co =caco +h ob碳酸钠溶液中加入二氧化硅：co 2-+sio

13、=sio 2-+co c二氧化硅与烧碱溶液反应：sio +2oh-= sio 2-+h od硅酸与烧碱溶液中和：h sio +2oh-= sio 2-+2h o15现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量）， 由此可以推知硬铝的组成为 （ ）aal、cu、mg、si、mn bal、mg、si、zncal、fe、c、cu dal、si、zn、na16在 sio +3c sic+2co反应中，氧化剂和还原剂的质量比为（ ）a3630三、填空题：精品文档b6036 c21 d122 33 2 42 32 2精品文档17（12 分）用多种方法鉴别下列两

14、组白色粉末物质(注：能够写化学方程式的写出化学反应方程式；鉴别方 法可以不用填满，若序号不够也可以自己再添)。（1）na co 和 sio 232（2）caco 和 na sio12318（14 分）某学生兴趣小组想利用高岭土其主要成分是 al o 2sio 2h o试验新型的净水剂。试验程序如 下：其中滤液 e 就是欲求的净水剂。试回答下列问题：写出混合物 a、b，滤液 c、d 的主要成分a： ；b： ；c： ；d： 。写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式 ； 该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有a玻璃坩埚b瓷坩埚c氧化铝坩埚d铁坩埚19（8 分）用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技

15、中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重 要作用。例如：（1） 计算机芯片的主要成分是 ；（2） 光导纤维的主要成分是 ：（3） 目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ；（ 4 ）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为 精品文档的化合2 332222 3 2 3222 322 322 32232 432 332 222 2 32 2 332 32 3 2 32 22 2 32 3 2222 33222 33 2精品文档物 ；20（8 分）制造普通玻璃的原料是纯碱（na co ）、石灰石（caco ）和石英（sio ），这种玻璃的成分可以认为是由 na o、cao

16、 和 sio 所组成的混合物，而钾玻璃是将原料中的 na co 由 k co 替代而制得的。今测得某钾玻璃中各成分的质量分数为：18.4%的 k o、11.0%的 cao 和 70.6%的 sio 。求生产制取这种钾玻璃 的原料的物质的量之比是多少？参 考 答 案一、 选择题 1a 2 d 3 c 4d 5c 6b二、 选择题 7bc 8d 9b 10c 11cd 12d 13ab 14cd 15a 16d三、 填空题17（某种方法 3 分）（1）焰色反应法：焰色反应为黄色的是 na co ，余者为 sio 。酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是 na co；不反应的是 sio 。化学方程式：na co 2hcl2 naclh oco （2）焰色反应法：焰色反应为砖红色的 caco 和，黄色的为 na sio 。酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是 caco ，剩余的为 na sio 。caco 2hclcacl h oco 18(每空 2 分) a：naalo 和 na sio ；