高一化学新人教版同步精讲必修2第08讲硅酸盐材料硅无答案

第08讲硅酸盐材料硅模块一硅酸盐材料一、硅元素的“位——构——性”元素位置原子结构元素性质第三周期第IVA族既不简洁得到也不简洁失去电子，主要形成四价的共价化合物硅元素在地壳中含量仅次于氧，居其次位。硅有亲氧性，在自然界中仅以________态存在，即硅酸盐和氧化物的形式。二、硅酸盐的概念、结构与特点1．概念：由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物。2．结构：在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体。每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；很多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。3．特点：硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。三、传统无机非金属材料——陶瓷、玻璃、水泥陶瓷玻璃水泥主要原料黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐）纯碱、石灰石、石英砂（主要成分是SiO2）黏土、石灰石主要成分Al2O3·2SiO2·2H2ONa2CO3、CaCO3、SiO2硅酸二钙、铝酸三钙等反应原理高温烧结而成高温下发生困难的物理和化学改变用途建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等建筑材料、光学仪器和各种器皿、制造玻璃纤维用于高强度复合材料等制混凝土，大量用于建筑和水利工程制取玻璃的反应方程式为:____________________________________________________________________。四、最简洁的硅酸盐——硅酸钠1．Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，有黏性。2．用途：黏合剂，防火剂，制备硅胶。题型一：传统无机非金属材料【例1】下列物质中不含硅酸盐的是（）A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰【变1-3】2013年2月，俄罗斯境内有大量陨石坠落，经化学分析，陨石中游离态的铁含量约为10%，此外还有橄榄石（Fe2SiO4）、亚硫酸盐等成分，下列有关说法正确的是A．此陨石是一种纯度较高的硅酸盐矿石B．此陨石具有耐酸碱的特性C．陨石中含有游离态的铁是因为在外太空中铁的活性比地球上铁的活性低D．橄榄石中Fe为+2价模块二硅一、硅单质的物理性质与用途1．物理性质：硅单质是带有金属光泽的灰黑色固体，其结构与金刚石类似，为空间网状结构，所以晶体硅的硬度大、熔点高。2．用途：硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界处，晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是一种良好的_________材料，因此晶体硅常用于制作集成电路板（硅芯片）和太阳能电池极板。二、硅的化学性质1．与非金属单质反应（1）与F2：Si+2F2=SiF4；（2）与Cl2：Si+2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4；（3）与O2：Si+O2eq\o(=,\s\up7(高温))SiO2；（4）与C：Si+Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC2．与酸、碱反应（1）非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但Si能与HF反应：Si+4HF=SiF4↑+2H2↑；（2）硅与强碱溶液反应生成氢气：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。三、硅的制备制备原理用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅，然后转化为三氯硅烷，再经氢气还原。制备流程反应方程式题型二：硅的性质及应用【变3-2】硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述中，正确的是（）A．如图是常见于汽车中的小摆件“苹果花”，它的动力是以Si为原料制作的太阳能电池B．晶体硅主要用途是制造光导纤维C．硅是地壳中含量最多的元素D．硅的化学性质很稳定，因此硅在自然界中以游离态形式存在题型三：硅的制备【变4-1】由SiO2制备高纯度硅的工业流程如图所示：下列说法错误的是A．SiO2与纯硅都是硬度大、熔沸点高的晶体B．X为CO气体C．反应②产生的H2与反应③产生的HCl可以循环运用D．反应①②③均为在高温条件下的非氧化还原反应【例5】硅单质及其化合物应用范围很广，请回答下列问题：制备硅半导体材料必需先得到高纯硅，三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：(1)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式___________；(2)整个制备过程必需严格限制无水无氧，SiHCl3遇水猛烈反应生成H2SiO3，HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式___________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_________。【题1】下列关于硅酸盐材料的说法错误的是A．生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷B．生产陶瓷的主要原料是黏土C．一般玻璃的主要成分只有SiO2D．一般硅酸盐水泥的生产以石灰石和黏土为主要原料【题2】硅谷是世界上最知名的电子工业集中地，以硅芯片的设计与制造著称于世。下列有关硅的说法正确的是A．硅既不易失去电子又不易得到电子，所以既不能作氧化剂，又不能作还原剂B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量居第一位C．硅的化学性质不活泼，在自然界中以游离态的形式存在D．在电子工业中，硅是最重要的半导体材料【题3】唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于（

）A．氧化铝 B．二氧化硅 C．硅酸盐 D．合金【题4】晶体硅是一种重要的非金属材料，有科学家认为硅是“21世纪的能源”、“将来的石油”。(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下：石英砂的主要成分是SiO2，在制备粗硅时，焦炭的作用是__________(填“氧化剂”或“还原剂”)；在该反应中，若消耗了3.0gSiO2，则转移电子的总数为_______________。(2)某试验室利用SiHCl3(沸点33.0℃)与过量H2在1000℃～1100℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O猛烈反应，在空气中易自燃。装置如图所示(热源及夹持装置略去)。①装置B中的试剂是___________。装置C中的烧瓶须要加热，其目的是_________________。②反应一段时间后，装置D中视察到的现象是______________________；装置D中发生反应的化学方程式为___________________________________。③为检验产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后须要加入的试剂有______(填字母)。a.碘水

b.氯水

c.Na2SO3溶液

d.KSCN溶液【题5】某试验小组设计了如图所示装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物进行探究。已知：溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为（产生黑色金属钯，使溶液变浑浊）。(1)试验时要长时间通入，其目的是__________________________________________________。(2)装置B的作用是__________________________________________________。(3)装置C、D中所盛试剂分别为_____________、_____________，若装置C，D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为__________________________。(4)该装置的缺点是__________________________________________________。【练1】下列叙述错误的是A．硅在自然界中主要以单质形式存在 B．硅是应用最为广泛的半导体材料C．高纯度的硅可用于制造计算机芯片 D．二氧化硅可用于生产玻璃【练2】制备硅单质时，主要化学反应如下：(1)SiO2+2CSi+2CO↑(2)Si+2Cl2SiCl4(3)SiCl4+2H2Si+4HCl下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是A．(1)(3)为置换反应 B．(1)(2)(3)均为氧化还原反应C．(2)为化合反应 D．三个反应的反应物中硅元素均被还原【练3】下列关于硅的说法正确的是（

）A．单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间B．单质硅是制造光导纤维的材料C．硅为非金属，熔点低，但有金属光泽D．晶体硅为非金属，属于绝缘体【练4】晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。如图所示流程是工业上制取纯硅的一种方法。请回答下列问题：(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有______(填标号)。