33含硅矿物与信息材料课件21(苏教版必修1)

1含硅矿物与信息材料一、碳、硅自我诊断1.有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,关于其有利因素的下列说法中,

你认为不妥的是()1含硅矿物与信息材料一、碳、硅2A.硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B.自然界中存在大量的单质硅C.硅燃烧放出的热量多，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制D.自然界的硅易开采，且可再生答案

B2A.硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料32．晶体硅的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是

NA个。固态时，C60属于

晶体(填“离子”、“原子”或“分子”)。2分子32．晶体硅的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单4基础回归1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途（1）碳在自然界既有

态又有

态。碳的同素异形体有

、

、无定形碳、

等。（2）硅在地壳中的含量占第

位，仅次于

，全部以

态存在，是一种亲

元素,单质硅有

和

形两种。晶体硅是良好的

材料，在计算机等电子工业，可用作

、大规模

等。硅是人类将

能转化为

能的常用材料，所以硅还用于制造

。游离化合金刚石石墨C60二氧化合氧晶体无定半导体半导体芯片集成电路太阳电光电池4基础回归游离化合金刚石石墨C60二氧化合氧晶体无定半导体半52.C、Si的化学性质（1）碳单质的化学性质常温下

（填“不”或“很”）活泼，在高温条件下有强

性。

不还原①可燃性：2C+O22CO、C+O2CO2。②还原性

a.与Fe2O3反应的化学方程式：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑;b.与CO2反应的化学方程式：C+CO22CO;c.与水蒸气反应的化学方程式:C+H2O(g)CO+H2;d.与浓H2SO4反应的化学方程式：

C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。52.C、Si的化学性质不还原①可燃性：2C+O26（2）硅单质的化学性质常温下化学性质不活泼,但能与

、

、

反应。①与氢氟酸反应的化学方程式：Si+4HFSiF4↑+2H2↑。②与烧碱反应的离子方程式：Si+2OH-+H2OSiO+2H2↑。③加热时与O2

、Cl2等非金属单质反应，其化学方程式为

。F2HF强碱Si+O2SiO2；Si+2Cl2SiCl46（2）硅单质的化学性质F2HF强碱Si+O27二、碳、硅的氧化物自我诊断3.下列关于SiO2和CO2的叙述中，不正确的是（）A.都是共价化合物B.都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应，但不能与任何酸反应C.都能溶于水且与水反应生成相应的酸D.SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨E.CO2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸F.根据反应SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑可推知硅酸酸性比碳酸强BCF7二、碳、硅的氧化物BCF8基础回归1.碳的氧化物比较分子式COCO2氧化物类型工业制法（原理）8基础回归分子式COCO2氧化物类型工业制法9基础回归1.碳的氧化物比较分子式COCO2氧化物类型不成盐氧化物

氧化物工业制法（原理）水煤气：酸性C+H2O(g)CO+H2CaCO3CaO+CO2↑9基础回归分子式COCO2氧化物类型不成盐氧化物10化学性质①可燃性：②还原性（如还原Fe2O3）:①具备酸性氧化物的通性②与Na2O2反应：③与Mg反应：毒性

毒，能与人体内血红蛋白结合,使人体因缺氧而中毒无毒，是造成

效应的主要气体2CO+O22CO23CO+Fe2O32Fe+3CO22Na2O2+2CO22Na2CO3+O22Mg+CO22MgO+C剧温室10化学性质①可燃性：①具备酸性氧化物毒性毒，能11化学性质①与水反应不反应②与酸反应SiO2+4HF不反应③与碱反应盛碱液的试剂瓶用

塞CO2+H2OH2CO3SiF4↑+2H2OSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O；橡胶CO2+2NaOHNa2CO3+H2OCO2+NaOHNaHCO3或11化学性质①与水不反应②与酸SiO2+4HF不反应③与碱C12化学性质④与盐反应SiO2+Na2CO3

；SiO2的

性Ca(ClO)2+CO2+H2O

；CO2+Na2CO3+H2O⑤与碱性氧化物反应SiO2+CaOCO2+CaONa2SiO3+CO2↑难挥发CaCO3↓+2HClO2NaHCO3CaSiO3CaCO312化学性质④与盐SiO2+Na2CO3Ca(ClO)2+C13三、硅酸、硅酸盐自我诊断4.从下面所给的四个词中选出一个与陶瓷、玻璃、水泥同类的是（）

A.光导纤维B.有机玻璃C.人造纤维D.砖瓦

解析从题干所给的信息：陶瓷属于硅酸盐，也属于传统无机非金属材料，玻璃和水泥属于硅酸盐,很明显,另一物质必须属于硅酸盐才能使其归纳在一起，由此不难得出选项D是正确的。A的主要成分SiO2,不属于硅酸盐；有机玻璃和人造纤维都属于有机物，不符合题意；砖瓦是陶瓷器中的土器，属于硅酸盐。D13三、硅酸、硅酸盐D145.北京2008年奥运金牌“金镶玉”环形玉壁由昆仑玉制成,昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2,

则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为（）

A.CaO·MgO·SiO2·H2OB.2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC.2CaO·MgO·SiO2·2H2OD.5CaO·2MgO·8SiO2·H2O

解析根据硅酸盐改写成氧化物的要求和元素守恒,

昆仑玉的氧化物形式为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。B145.北京2008年奥运金牌“金镶玉”环形玉壁由昆仑玉B15基础回归1.硅酸（1）硅酸的性质硅酸

溶于水，其酸性比碳酸

，硅酸

(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。①硅酸不稳定,受热易分解:

。②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为：

。③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作

。不弱不能H2SiO3SiO2+H2OH2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O干燥剂15基础回归不弱不能H2SiO3SiO2+H162.硅酸钠（1）物理性质白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称

，有黏性。（2）化学性质①水解显

性。②与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为：与盐酸反应：

。与CO2水溶液反应：

。（3）用途：黏合剂（矿物胶），耐火阻燃材料。水玻璃碱Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3162.硅酸钠水玻璃碱Na2SiO3+2HCl173.硅酸盐（1）概念：

的总称，是构成地壳岩石的主要成分。（2）表示方法硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠（Na2SiO3）写成

,钾云母（KH2Al3Si3O12）写成

。由硅、氧和金属元素组成的化合物Na2O·SiO2K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O173.硅酸盐由硅、氧和金属元素组成的化合物Na2O·SiO184.传统无机非金属材料（1）普通玻璃①主要原料：

。

③主要成分：

、

。纯碱、石灰石、石英Na2SiO3CaSiO3SiO2184.传统无机非金属材料纯碱、石灰石、石英Na2SiO319（2）普通硅酸盐水泥①主要原料：

、

。②主要成分（写出名称和化学式）：

。石灰石黏土硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)③主要性能：

。水硬性(3)陶瓷——主要是传统硅酸盐陶瓷，它们都是以黏土为原料，经高温烧结而成。19（2）普通硅酸盐水泥石灰石黏土硅酸三钙(3CaO·SiO2020212122要点一碳、硅及其化合物的特性及应用1.碳、硅元素单质及其化合物的特性（1）一般情况，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。（2）一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。（3）一般情况，较强氧化剂+较强还原剂较弱氧化剂+较弱还原剂，而碳却还原出比它更强的还原剂：SiO2+2CSi+2CO↑,FeO+CFe+CO↑。要点精讲22要点一碳、硅及其化合物的特性及应用要点精讲23（4）非金属单质与碱反应一般是非金属既作氧化剂又作还原剂，而Si与碱溶液反应却只作还原剂。Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑。（5）一般情况，较活泼金属+酸盐+氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si+4HFSiF4↑+2H2↑。（6）一般情况，碱性氧化物+酸盐+水，SiO2是酸性氧化物却能与氢氟酸反应：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(SiF4也不属于盐)。（7）无机酸一般能溶于水，而H2SiO3及H4SiO4却难溶于水。23（4）非金属单质与碱反应一般是非金属既作氧化24（8）H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3,但高温下：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑也能发生（CO2离开反应体系）。（9）一般情况，非常活泼金属（Na、K等）才能够置换出水中的氢，但C+H2O（g）CO+H2。（10）一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如CO2+H2OH2CO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。24（8）H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有252.硅与铝的相似性及区别（1）与强碱溶液反应时相似①Si、Al均与NaOH溶液反应生成盐和H2。②SiO2、Al2O3、H2SiO3、H3AlO3［Al(OH)3］均与NaOH溶液反应生成盐和水。③Na2SiO3、NaAlO2溶液通入过量CO2均生成白色沉淀。（2）区别①除氢氟酸外，Si、SiO2、H2SiO3不与其它酸反应。②Al2O3、Al(OH)3属两性化合物。③Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液与过量盐酸反应时现象不同。252.硅与铝的相似性及区别26SiSiO2

H2OH2SiO3

H2Na2SiO3

26SiSiO2H2OH2SiO3H2Na2SiO272728迁移应用1（2010.温州模拟）

已知A是一种不溶于水的酸酐。根据图示转化关系，回答：28迁移应用1（2010.温州模拟）已知A是一种不溶于水29（1）A是

，B是

，D是

。（2）写出①~⑤各步反应的化学方程式，如是离子反应请改写成离子方程式。①

。②

。③

。④

。⑤

。答案

（1）SiO2Na2SiO3H2SiO3（2）①SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑②SiO+CO2+H2OH2SiO3↓+CO③SiO2+2OH-SiO

+H2O④SiO

+2H+H2SiO3↓⑤H2SiO3SiO2+H2O29（1）A是，B是30要点二无机非金属材料的使用无机非金属材料在日常生活中有广泛的用途，这些知识大多数属于识记知识。30要点二无机非金属材料的使用31含硅矿物与信息材料一、碳、硅自我诊断1.有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,关于其有利因素的下列说法中,

你认为不妥的是()1含硅矿物与信息材料一、碳、硅32A.硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B.自然界中存在大量的单质硅C.硅燃烧放出的热量多，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制D.自然界的硅易开采，且可再生答案

B2A.硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料332．晶体硅的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是

NA个。固态时，C60属于

晶体(填“离子”、“原子”或“分子”)。2分子32．晶体硅的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单34基础回归1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途（1）碳在自然界既有

态又有

态。碳的同素异形体有

、

、无定形碳、

等。（2）硅在地壳中的含量占第

位，仅次于

，全部以

态存在，是一种亲

元素,单质硅有

和

形两种。晶体硅是良好的

材料，在计算机等电子工业，可用作

、大规模

等。硅是人类将

能转化为

能的常用材料，所以硅还用于制造

。游离化合金刚石石墨C60二氧化合氧晶体无定半导体半导体芯片集成电路太阳电光电池4基础回归游离化合金刚石石墨C60二氧化合氧晶体无定半导体半352.C、Si的化学性质（1）碳单质的化学性质常温下

（填“不”或“很”）活泼，在高温条件下有强

性。

不还原①可燃性：2C+O22CO、C+O2CO2。②还原性

a.与Fe2O3反应的化学方程式：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑;b.与CO2反应的化学方程式：C+CO22CO;c.与水蒸气反应的化学方程式:C+H2O(g)CO+H2;d.与浓H2SO4反应的化学方程式：

C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。52.C、Si的化学性质不还原①可燃性：2C+O236（2）硅单质的化学性质常温下化学性质不活泼,但能与

、

、

反应。①与氢氟酸反应的化学方程式：Si+4HFSiF4↑+2H2↑。②与烧碱反应的离子方程式：Si+2OH-+H2OSiO+2H2↑。③加热时与O2

、Cl2等非金属单质反应，其化学方程式为

。F2HF强碱Si+O2SiO2；Si+2Cl2SiCl46（2）硅单质的化学性质F2HF强碱Si+O237二、碳、硅的氧化物自我诊断3.下列关于SiO2和CO2的叙述中，不正确的是（）A.都是共价化合物B.都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应，但不能与任何酸反应C.都能溶于水且与水反应生成相应的酸D.SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨E.CO2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸F.根据反应SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑可推知硅酸酸性比碳酸强BCF7二、碳、硅的氧化物BCF38基础回归1.碳的氧化物比较分子式COCO2氧化物类型工业制法（原理）8基础回归分子式COCO2氧化物类型工业制法39基础回归1.碳的氧化物比较分子式COCO2氧化物类型不成盐氧化物

氧化物工业制法（原理）水煤气：酸性C+H2O(g)CO+H2CaCO3CaO+CO2↑9基础回归分子式COCO2氧化物类型不成盐氧化物40化学性质①可燃性：②还原性（如还原Fe2O3）:①具备酸性氧化物的通性②与Na2O2反应：③与Mg反应：毒性

毒，能与人体内血红蛋白结合,使人体因缺氧而中毒无毒，是造成

效应的主要气体2CO+O22CO23CO+Fe2O32Fe+3CO22Na2O2+2CO22Na2CO3+O22Mg+CO22MgO+C剧温室10化学性质①可燃性：①具备酸性氧化物毒性毒，能41化学性质①与水反应不反应②与酸反应SiO2+4HF不反应③与碱反应盛碱液的试剂瓶用

塞CO2+H2OH2CO3SiF4↑+2H2OSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O；橡胶CO2+2NaOHNa2CO3+H2OCO2+NaOHNaHCO3或11化学性质①与水不反应②与酸SiO2+4HF不反应③与碱C42化学性质④与盐反应SiO2+Na2CO3

；SiO2的

性Ca(ClO)2+CO2+H2O

；CO2+Na2CO3+H2O⑤与碱性氧化物反应SiO2+CaOCO2+CaONa2SiO3+CO2↑难挥发CaCO3↓+2HClO2NaHCO3CaSiO3CaCO312化学性质④与盐SiO2+Na2CO3Ca(ClO)2+C43三、硅酸、硅酸盐自我诊断4.从下面所给的四个词中选出一个与陶瓷、玻璃、水泥同类的是（）

A.光导纤维B.有机玻璃C.人造纤维D.砖瓦

解析从题干所给的信息：陶瓷属于硅酸盐，也属于传统无机非金属材料，玻璃和水泥属于硅酸盐,很明显,另一物质必须属于硅酸盐才能使其归纳在一起，由此不难得出选项D是正确的。A的主要成分SiO2,不属于硅酸盐；有机玻璃和人造纤维都属于有机物，不符合题意；砖瓦是陶瓷器中的土器，属于硅酸盐。D13三、硅酸、硅酸盐D445.北京2008年奥运金牌“金镶玉”环形玉壁由昆仑玉制成,昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2,

则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为（）

A.CaO·MgO·SiO2·H2OB.2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC.2CaO·MgO·SiO2·2H2OD.5CaO·2MgO·8SiO2·H2O

解析根据硅酸盐改写成氧化物的要求和元素守恒,

昆仑玉的氧化物形式为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。B145.北京2008年奥运金牌“金镶玉”环形玉壁由昆仑玉B45基础回归1.硅酸（1）硅酸的性质硅酸

溶于水，其酸性比碳酸

，硅酸

(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。①硅酸不稳定,受热易分解:

。②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为：

。③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作

。不弱不能H2SiO3SiO2+H2OH2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O干燥剂15基础回归不弱不能H2SiO3SiO2+H462.硅酸钠（1）物理性质白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称

，有黏性。（2）化学性质①水解显

性。②与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为：与盐酸反应：

。与CO2水溶液反应：

。（3）用途：黏合剂（矿物胶），耐火阻燃材料。水玻璃碱Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3162.硅酸钠水玻璃碱Na2SiO3+2HCl473.硅酸盐（1）概念：

的总称，是构成地壳岩石的主要成分。（2）表示方法硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠（Na2SiO3）写成

,钾云母（KH2Al3Si3O12）写成

。由硅、氧和金属元素组成的化合物Na2O·SiO2K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O173.硅酸盐由硅、氧和金属元素组成的化合物Na2O·SiO484.传统无机非金属材料（1）普通玻璃①主要原料：

。

③主要成分：

、

。纯碱、石灰石、石英Na2SiO3CaSiO3SiO2184.传统无机非金属材料纯碱、石灰石、石英Na2SiO349（2）普通硅酸盐水泥①主要原料：

、

。②主要成分（写出名称和化学式）：

。石灰石黏土硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)③主要性能：

。水硬性(3)陶瓷——主要是传统硅酸盐陶瓷，它们都是以黏土为原料，经高温烧结而成。19（2）普通硅酸盐水泥石灰石黏土硅酸三钙(3CaO·SiO5020512152要点一碳、硅及其化合物的特性及应用1.碳、硅元素单质及其化合物的特性（1）一般情况，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。（2）一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。（3）一般情况，较强氧化剂+较强还原剂较弱氧化剂+较弱还原剂，而碳却还原出比它更强的还原剂：SiO2+2CSi+2CO↑,FeO+CFe+CO↑。要点精讲22要点一碳、硅及其化合物的特性及应用要点精讲53（4）非金属单质与碱反应一般是非金属既作氧化剂又作还原剂，而Si与碱溶液反应却只作还原剂。Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑。（5）一般情况，较活泼金属+酸盐+氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si+4HFSiF4↑+2H2↑。（6）一般情况，碱性氧化物+酸盐+水，SiO2是酸性氧化物却能与氢氟酸反应：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(SiF4也不属于盐)。（7）无机酸一般能溶于水，而H2SiO3及H4SiO4却难溶于水。23（4）非金属单质与碱反应一般是非金属既作