苏教版第三单元-含硅矿物与信息材料(精编版)

第三单元

含硅矿物与信息材料

一、硅含量：在地壳中居第二位存在形式：二氧化硅、硅酸盐1、含量及存在形式2、物理性质：硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。粉末状的硅硅晶体制品既不易失去电子,也不易得到电子结构：

3、化学性质（1）常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。

Si+2F2SiF4（气态）

Si+4HFSiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑（硅酸钠）（2）加热高温条件下，与氧气、氯气、氢气反应。

Si+O2SiO2Si+2Cl2SiCl4（液态）Si+2H2SiH4(气态)高温高温高温高温4、硅的制备制粗硅：SiO2+2CSi+2CO↑制纯硅：Si+2Cl2SiCl4（液态）SiCl4+2H2Si+4HCl高温高温高温高温高温高温在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。与氯气在温度为400～500℃时候反应，生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷等杂质，然后用氢气还原。5、硅的用途（1）用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件（2）制造太阳能仪器装置（3）制造硅合金二、二氧化硅

1、存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土硅石结晶形（石英）无定形（硅藻土）水晶玛瑙石英制品水晶水晶制品玛瑙2、SiO2

的物理性质熔沸点高，硬度大，不溶于水的固体，不导电。3、空间结构：立体网状结构结构单元：正四面体二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的，晶体中硅原子和氧原子的个数比为1:2。4、

SiO2的化学性质

（1）常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应SiO2+2F2SiF4+O2SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(雕刻玻璃)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物.是否正确?思考能否用磨口的玻璃试剂瓶盛放强碱溶液(如NaOH溶液)?为什么?SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O有黏性（2）加热高温条件下SiO2+2CSi+2CO↑SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑SiO2+CaOCaSiO3高温高温高温高温高温高温高温高温5、二氧化硅的用途（1）制石英玻璃，是光导纤维的主要原料（2）制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产（3）在光学仪器、电子工业等方面广泛应用练习：1、下列物质能与SiO2起反应的是（）①浓H2SO4

②H2O③盐酸④HF⑤KOH溶液⑥氧化钙A、①②⑥B、②④C、④⑤⑥D、③④⑤⑥C2.实验室现提供下列试剂瓶,①细口磨口塞玻璃瓶瓶②广口瓶③细口橡皮塞玻璃瓶④棕色广口瓶⑤细口塑料瓶，如果你是实验室管理员,你将如何存放下列药品?你的依据是什么?a.二氧化硅______b.氢氧化钠溶液____c.硝酸银晶体_____d.氢氟酸___e.浓硫酸____②③④⑤①3.指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A-E选项中选择正确答案填入括号内。①SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O()②SiO2+2C=高温=Si+2CO()③SiO2+3C=高温=SiC+2CO()④SiO2+4HF==SiF4

+2H2O()A、作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B、弱氧化性C、酸性氧化物的通性D、未参加氧化还原反应CBDA4．写出下列各组物质中能发 生反应的化学方程式。(1)Si02与纯碱共熔。(2)CO2通入Na2SiO3溶液。(3)Si02与大理石共熔。(4)SiO2与NaOH共热。

5.下列变化中，不可能通过一步反应实现的是（）A．SiO2→Na2SiO3B．SiO2→H2SiO3C．CuSO4→CuCl2D．Cu(OH)2→CuBD三、硅酸盐矿物与硅酸盐产品1.硅酸盐：概念：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称硅。最常见硅酸盐：硅酸钠（Na2SiO3）（1）物理性质可溶于水，水溶液称水玻璃。用于黏合剂、防腐剂、防火剂。（2）化学性质Na2SiO3+2H2O+CO2H4SiO4

↓+Na2CO3Na2SiO3+H2O+2HClH4SiO4

↓+2NaClH4SiO4+2NaOHNa2SiO3+3H2O红柱石钙铝石榴子石锆石镁橄榄石常见硅酸盐矿物锆石ZrO2·SiO2Al2O3·SiO2红柱石含硅矿物与信息材料3CaO·Al2O3·3SiO2钙铝石榴子石

绿色钙铝榴石，其內的黑点是磁铁矿

含硅矿物与信息材料镁橄榄石2MgO·SiO22.硅酸盐组成的表示方法

硅酸盐的种类多、结构很复杂，其组成表示方法一般有两种：1）化学式法如：硅酸钠Na2SiO3、硅酸钙CaSiO3等。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。2）氧化物法例如：Na2SiO3 Na2O·SiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O对于复杂的硅酸盐，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。改写规则：（顺序为：活泼金属氧化物+不活泼金属氧化物+二氧化硅+水）①各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“·”间隔。③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。练习：把下列式子改写成氧化物的形式1、蛇纹石：H4Mg3Si2O92、钙长石：CaAl2SiO63、石棉：CaMg3Si4O124、长石：KAlSi3O85、普通玻璃：CaNa2Si6O146、黏土：Al2(Si2O5)(OH)4CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2CaO·Na2O·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3MgO·2SiO2·2H2OCaO·Al2O3·SiO2测测你的接受能力！原料设备反应条件水泥成分黏土、石灰石、辅助原料（石膏）水泥回转窑高温（1）水泥：2CaO·SiO23

CaO·SiO23

CaO·Al2O3特性：水泥沙浆、混凝土、钢筋混凝土

应用具有水硬性加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度2.硅酸盐产品（传统的硅酸盐工业产品：玻璃、陶瓷、水泥）几种常见的水泥制品名称水泥砂浆原料水泥沙子水用途建筑粘合剂混凝土水泥沙子碎石建造厂房钢筋混凝土钢筋混凝土建造高楼桥梁水坝（2）玻璃主要原料：纯碱、石灰石和石英主要反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑组成：Na2O·CaO·6SiO2高温高温高温高温设备：玻璃熔炉反应条件：高温玻璃的重要性质：（1）玻璃在常温下虽呈固态，但不是晶体，称为玻璃态物质；（2）玻璃是混合物，没有固定的熔沸点，受热只能慢慢熔化。有色玻璃

在普通玻璃中加入着色剂，如加入MnO2为紫色；FeO、K2Cr2O7烧成绿色。几种常见玻璃的特性和用途钢化玻璃

用途运动器材；微波通讯器材；汽车、火车的窗玻璃等

特性耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震

把普通玻璃放在电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大4——6倍，不易破碎。石英玻璃

特性:膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光

用途化学仪器；高压水银灯、灯壳等光学玻璃

特性透光性能好、有折光性和色散性。用途眼镜镜片；照相机、显微镜、望远镜、凹凸透镜等光学仪器等玻璃纤维

特性耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声用途太空飞行员的衣服、玻璃钢等（3）陶瓷主要原料：粘土（其主要成分为Al2O3·2SiO2·2H2O）远古时代,由于人们在长期生活中经常与泥土打交道,逐渐发现泥土与适量水混合后就具有黏性和可塑性,可以随意把它塑造成各种形状。在太阳下晒干后，泥土变硬，再经过火烧到一定的温度，泥坯变得坚硬，就既不怕水又耐火了。人类创造的第一个新物质---陶瓷，从此就诞生了。人类文明得到进步.陶瓷的起源陶瓷制备过程：新型陶瓷·高温结构陶瓷·生物陶瓷·压电陶瓷高温结构陶瓷包括氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等。可作陶瓷发动机。高温结构陶瓷生物陶瓷生物陶瓷对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常，适于植如人体。可用语制作假牙、骨和股关节。压电陶瓷具有压电效应的陶瓷称为压电陶瓷。常用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。四.硅酸硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解度很小。由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。用途:可作干燥剂和催化剂的载体H2SiO3==SiO2＋H2O现象结论反应式

在试管中加入3-5ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察现象。滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成了H2SiO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl1．下列不属于硅酸盐工业产品的是（）

A．水泥B．陶瓷C．砖瓦D．石英玻璃

2．下列物质不属于硅酸盐的是（）

A．粘土 B．硅藻土 C．Al2(Si2O5)(OH)4 D．Mg2SiO4

3．生产水泥的主要设备是（）

A．熔炉 B．回转窑C．沸腾炉D．合成塔

4、在炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中，都需要的原料是（）

A、生石灰B、石灰石C、石英D、纯碱

5．在水泥中加石膏的目的是（

）

A．调节水泥的机械强度B．调节水泥的硬化速度

C．降低水泥的成本D．扩大水泥的使用范围

6.下列物质有固定熔点的是（

）

A．玻璃B．水泥C．水玻璃D．Na2O·SiO2地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：①光导纤维的主要成分

②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是

③神奇无比的集成电路蕊片的主成分

④用作吸附剂、催化剂的载体的人造分子筛大多是一类为

的化合物⑤写出工业上制备该元素的单质及提纯的化学方程式二氧