专题4.1.2,硅酸盐和硅单质--高一化学人教版(必修1)

第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角硅 第2课时 硅酸盐和硅单质 一、硅酸盐 1.概念 硅酸盐是由_________组成的化合物的总称。

2.硅酸盐的性质 硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质,大多__________于水,化学性质很_________。

3.硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如Na2SiO3________;
长石KAlSi3O8___________。

4.最常见的硅酸盐Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称_________,能制备_________和_________。

5.三种常见的硅酸盐产品 硅酸盐产品 原料 主要设备 主要成分 备注 水泥[来源学,科,网] __________ 水泥回转窑 3CaOSiO2,2CaOSiO2,3CaOAl2O3 硅酸盐产品水泥与陶瓷的共同原料是__________,水泥与玻璃的共同原料是__________。

玻璃 __________[来源Zxxk.Com] 玻璃窑[来源Zxxk.Com] Na2OCaO6SiO2[来源Zxxk.Com][来源Zxxk.Com] 陶瓷 __________ 硅酸盐 6.特殊功能的含硅物质 1金刚砂SiC具有类似 的结构,硬度 ,可用作砂纸、砂轮磨料。

2硅钢含硅4具有很高的 ,主要用作变压器铁芯。

3硅橡胶既耐 又耐 ,用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等。

4人工制造的分子筛具有均匀微孔结构的铝硅酸盐,主要用作 和 。

二、硅单质 1.种类与结构 单质硅有______和______两类。晶体硅结构如图所示,为具有 形网状结构的晶体,与 结构相似。

2.晶体硅的性质 1物理性质 色、态 光泽 熔点 硬度 质地 导电性 _____ _____ _____ _____ _____ _____ 2化学性质 在常温下化学性质不活泼,但能与_________、_________发生反应。

3.用途 1____________,如硅芯片等。

2____________,如光电池等。

【答案】一、1.硅、氧和金属元素 2.不溶 稳定 3.Na2OSiO2 K2OAl2O36SiO2 4.水玻璃 硅胶 木材防火剂 5.石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土 黏土 石灰石 6.1金刚石 很大 2导磁性 3高温 低温 4吸附剂 催化剂 二、1.晶体 无定形 正四面体 金刚石 2.1灰黑色固体 金属光泽 高 大 脆 半导体 2氢氟酸 强碱 3.1制作半导体材料 2制作新型能源 一、硅酸盐的表示方法及性质 1.硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。硅酸盐的表示方法 1将硅酸盐中所有元素都写成氧化物二氧化硅和氧化物的组合。氧化物的书写顺序活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

2氧化物之间以“”隔开。

3在氧化物前面按化学式中的比例添加数字。

2.最常见的硅酸盐硅酸钠化学性质相对稳定,不易腐蚀,不能燃烧,热稳定性强,其水溶液呈碱性,能与酸反应,其离子方程式为2HH2SiO3↓。

二、硅单质性质的特殊性 硅原子最外层有4个电子,得失电子都较难,化学性质不活泼。常温下,除与F2、HF和强碱溶液反应外,硅不与其他物质如强酸和强氧化剂反应。加热时,硅能与O2、Cl2、C发生化合反应。

1一般情况下,非金属元素单质熔、沸点低,硬度小,但晶体硅和金刚石熔、沸点高,硬度大,其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。

2一般情况下,非金属单质为绝缘体,但硅为半导体,石墨为电的良导体。

3Si的还原性大于C,但单质C在高温下能从SiO2中还原出SiSiO22CSi2CO↑。

4非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂,且无氢气放出,但硅与碱溶液反应只作还原剂,且反应能放出氢气Si2NaOHH2ONa2SiO32H2↑。

5非金属单质一般不与非氧化性酸反应,但硅能与氢氟酸反应Si4HFSiF4↑2H2↑。

典例1 贵州省六盘水盘县四中2017−2018学年下学期期末考试下列关于硅的说法不正确的是 A.硅是非金属元素,它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料 C.加热到一定温度时,硅能与氢气、氧气等非金属反应 D.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应 【答案】D 【解析】A. 硅是非金属元素,硅单质是灰黑色有金属光泽的固体,A正确;
B. 硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料,B正确;
C. 加热到一定温度时,硅能与氢气、氧气等非金属反应,C正确;
D. 硅的化学性质不活泼,常温下能与氢氧化钠溶液以及氢氟酸等反应,D错误。答案选D。

典例2 用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,其中正确的是 A.钙沸石[CaAl2Si3O103H2O],表示为Al2O3CaO3SiO23H2O B.镁橄榄石Mg2SiO4,表示为MgOSiO2 C.钾云母K2Al6Si6H4O24,表示为K2O2H2O3Al2O36SiO2 D.高岭石[Al2Si2O5OH4],表示为Al2O32SiO22H2O 【答案】D 【解析】A项,CaAl2Si3O103H2O应表示为CaOAl2O33SiO23H2O排序错;
B项,Mg2SiO4应表示为2MgOSiO2不能在系数中出现分数;
C项,K2Al6Si6H4O24应表示为K2O3Al2O36SiO22H2O排序错。

典例3 A、B、C、D、E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似。

请填空 1形成单质A的原子的结构示意图为________,它的最高化合价为________。

2B的化学式为__________,B和碳反应生成A和E的化学方程式为___________________________。

3C的化学式为__________,D的化学式为__________。

【答案】1 4 2SiO2 SiO22CSi2CO↑ 3CaSiO3 Na2SiO3 【解析】“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似”是做此题的关键。由此可以得出A为Si,B为SiO2。SiO2在高温的条件下与氧化钙反应得到的是C,即硅酸钙;
SiO2与氢氧化钠溶液反应得到D,是硅酸钠溶液。从框图中可以得出E应是CO。

K基础 1.硅被誉为无机非金属材料的主角,下列物品用到硅单质的是 A.陶瓷餐具B.石英钟表C.计算机芯片D.光导纤维 2.硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列说法正确的是 A.光导纤维的主要成分是硅B.水晶项链的主要成分是硅酸盐 C.晶体硅能用来制造太阳能电池D.二氧化硅是一种半导体材料 3.天津市武清区城关中学2019高三上学期化学月考二氧化碳通入下列溶液中,不可能析出沉淀或晶体的是 A.氯化钙溶液 B.澄清石灰水 C.饱和碳酸钠溶液 D.硅酸钠溶液 4.东北三省三校2018届高三第一次模拟下列说法不正确的是 A.SiO2能与HF反应,因此可用HF刻蚀玻璃 B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶 C.氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料,化学式为Si3N4 D.石英是良好的半导体材料,可以制成光电池,将光能直接转化成电能 5.下列有关硅及其化合物的说法不正确的是 A.晶体硅具有金属光泽,可以导电,属于金属材料 B.常温下,硅的化学性质稳定,自然界中的硅主要以氧化物及硅酸盐的形式存在 C.SiO2是一种酸性氧化物,能够与强碱反应生成相应的盐 D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸,然后再过滤 6.云南省玉溪市一中2017−2018学年高一下学期期末考试在生产和生活中应用的化学知识正确的是 A.玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品 B.晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料 C.赏心悦目的雕花玻璃通常是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的 D.工业上,利用二氧化硅热分解法冶炼硅 7.下列叙述正确的是 A.Na2SiO3是硅酸盐,但不能溶于水 B.电影银幕用水玻璃浸泡,主要是为了防腐 C.建筑工业常用水玻璃作黏合剂 D.用水玻璃浸泡铁道的木制枕木,主要是为了防火 8.湖北省孝感市八校2017−2018学年高一上学期期末考试下列有关物质用途的说法中,正确的是 ①SiO2可用来制造半导体材料 ②Si可用于制造光导纤维 ③AlOH3可用于治疗胃酸过多 ④SiO2、Na2CO3和CaCO3可用于制玻璃 A.①③ B.③④ C.①②③ D.②③④ 9.下列关于硅酸盐的说法中正确的是 A.硅酸盐都难溶于水 B.Na2SiO3是一种最简单的硅酸盐,其水溶液可用作黏合剂 C.硅酸盐通常可用氧化物的形式表示,说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的 D.硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅 10.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是 A.水玻璃是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀 B.水玻璃在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料 C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧 D.水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质 11.石棉是一种具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火焰、耐酸和碱腐蚀,而且价格低廉的硅酸盐。石棉有毒,能使人患肺癌。

1有一种石棉矿叫做青石棉,其化学式为Na2Fe5Si8H2O24,写成氧化物形式的化学式为___。

2生产玻璃的原料之一是正长石KAlSi3Ox,x是____,以氧化物形式表示为______。

12.已知硅及其化合物之间存在如图转化关系。其中A是制造芯片和光电池的主要原料;
B是含硅化合物中的一种气体;
某些C可作干燥剂或催化剂的载体;
D是一种黏合剂,能将磨砂玻璃黏合在一起,E是一种比H2CO3酸性还弱的酸。

试回答下列问题 1写出A、C、E的化学式A________、C________、E________。

2①~⑦反应中,属于氧化还原反应的是________,属于置换反应的是______,属于离子反应的是________。

K能力 13.云南省曲靖市麒麟高中2017−2018学年下学期期末考试下列说法中,正确的是 A.硅元素在自然界里均以化合态存在 B.SiO2不能与水反应生成硅酸,不是酸性氧化物 C.除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水 D.粗硅制备时,发生的反应为CSiO2SiCO2↑ 14.硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是 A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C.反应Si2NaOHH2ONa2SiO32H2↑中,Si为还原剂,NaOH和H2O为氧化剂 D.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 15.天津市六校2017−2018学年高一上学期期末联考向下列各溶液中通入足量CO2气体,最终有浑浊现象产生的