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1、无机非金属材料的主角硅无机非金属材料的主角硅 第第 2 课时 硅酸盐和硅单质课时 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 水泥石灰石、黏土水泥回转窑 硅酸二钙 2CaOSiO2 硅酸三钙 3CaOSiO2 铝酸三钙 3CaO
2、Al2O3 玻璃纯碱、石灰石、石英玻璃窑Na2OCaO6SiO2 陶瓷黏土 6.新型含硅物质 主要包括：(1)具有金刚石结构的碳化硅(SiC，俗称_)；(2)具有很高_的硅钢；(3) 既耐高温又耐_的硅橡胶；(4)人工制造的_主要用作吸附剂和催化剂等。 二、硅单质 1种类 单质硅有_和_两类。 2结构 晶体硅的结构与_相似。 3性质 (1)物理性质 色、态光泽熔点硬度质地导电性 灰黑色固体金属光泽高大脆半导体 (2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与_、_发生反应。 4用途 (1)_，如硅芯片等。 (2)_，如光电池等。 知识点 1 硅酸盐的表示方法 1用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅
3、酸盐的组成，不正确的是( ) A钙沸石Ca(Al2Si3O103H2O) CaOAl2O33SiO23H2O B镁橄榄石(Mg2SiO4) 2MgOSiO2 C长石(KAlSi3O8) K2OAl2O33SiO2 D高岭石Al2Si2O5(OH)4 Al2O32SiO22H2O 2高岭土的组成可表示为 Al2Si2Ox(OH)y，其中 x、y 的数值分别是( ) A7、2 B5、4 C6、3 D3、6 知识点 2 硅的性质及用途 3硅和碳的比较，正确的是( ) A都是非金属，而硅的非金属性较强 B硅和碳的最高正价都是4 价 C硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位 D硅和碳在自然界中的存在形
4、式都是既有游离态也有化合态 4下列关于硅的说法中，不正确的是( ) A硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应 D当加热到一定温度时，硅能与氧气等非金属反应 知识点 3 新型无机非金属材料 5据报道我国科学家研制出一种新型的“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤 维复合而成的。下列相关叙述不正确的是( ) A它耐高温，抗氧化 B它比钢铁轻、硬，但质地较脆 C它没有固定的熔点 D它是一种新型无机非金属材料 6氮化硅(N 显3 价，Si 显4 价)是一种高温陶瓷材料，
5、它的硬度大、熔点高，化学性质稳定，工 业上曾普遍采用纯硅与纯 N2在 1 300时反应获得。 (1)画出 N 的原子结构示意图_，氮化硅的化学式为_。 (2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化 学方程式：_ _。 (3)现用四氯化硅与氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅，反应的化学 方程式为_ _。 练基础落实 1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，具有防腐蚀性能且不易燃烧 D水玻璃的化学性质稳
6、定，在空气中不易变质 2下列对晶体硅的有关叙述正确的是( ) A晶体硅和金刚石的物理性质相似 B硅在地壳中含量居第二位，可以以游离态存在于自然界中 C晶体硅是一种良好的半导体材料，但它的提炼工艺复杂，价格昂贵 D晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电 3材料与化学密切相关，下表中对应关系错误的是( ) 材料主要化学成分 A刚玉、金刚石三氧化二铝 B大理石、石灰石碳酸钙 C普通水泥、普通玻璃硅酸盐 D沙子、石英二氧化硅 4.光纤通信是以光作为信息的载体，让光在光导纤维中传播，制造光导纤维的基本原料是( ) A氧化钙 B铜 C石英砂 D硅 5下列变化，不能一步实现的是( ) ANa2SiO
7、3H2SiO3 BH2SiO3SiO2 CSiO2H2SiO3 DSiO2Na2SiO3 练方法技巧 6月球上有丰富的绿柱石(绿宝石)矿藏，其主要化学成分为 BenAl2Si6O18。也可用氧化物形式表示为 nBeOAl2O36SiO2，其 n 值为( ) A1 B2 C3 D4 规律 将硅酸盐改写时，各氧化物按如下顺序书写：按金属的活泼性顺序写出各氧化物二氧化硅 H2O；改写过程中应遵守元素守恒。 练综合拓展 7有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A 固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体，此气体能使 澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度为氧气密度的 1.375 倍。B 固体可溶于热的苛
8、性钠溶液， 再往该溶液中加入过量酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳 酸还弱的酸。将 B 与石灰石、纯碱按比例混合加热后得到 C，C 在高温时软化，无固定熔点。 (1)A 为_，有关反应的化学方程式_ _； (2)B 为_，有关反应的化学方程式_ _； (3)C 为_。 8某科研小组，用含有少量的 CaO 和 Fe2O3的高岭土(主要成分：Al2O32SiO22H2O)试验新型的净水 剂。试验程序如下： 已知：Al2O3与纯碱反应的产物是 NaAlO2和 CO2。试回答下列问题： (1)写出混合物 A、B、滤液 C、沉淀 D 的主要成分： A_；B._；C.
9、_；D._。 (2)写 出 高 岭 土 与 纯 碱 熔 融 的 两 个 化 学 方 程 式 _， _。 (3)生成 D 沉淀的离子方程式为_。 (4)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 第第 2 课时 硅酸盐和硅单质课时 硅酸盐和硅单质 一、1.硅、氧和金属 2.不溶 稳定 3.Na2OSiO2 K2OAl2O36SiO2 4.水玻璃 硅胶 木材防火剂 6(1)金刚砂 (2)导磁性 (3)低温 (4)分子筛 二、1.晶体 无定形 2.金刚石 3.(2)强碱 氢氟酸 4(1)半导体材料 (2)新能源 1C 2B 依据在化合物中正、负化合价的代数
10、和为零，代入数值验证即可。 3B 4.C 5B 对新情境、新材料的信息题，关键是对信息的解读，弄清材料的性质、特点，再结合所学知 识解答。航空材料的特点是轻质、高强度、高可靠性，故 A 正确，B 错；复合材料属于混合物，没有固定 的熔点，碳化硅陶瓷、碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料，C、D 正确。 6(1) Si3N4 (2)Si3N412HF=3SiF44NH3 (3)3SiCl42N26H2Si3N412HCl= = = = = 高温 解析 由 N 显3 价，Si 显4 价，可写出氮化硅的化学式为 Si3N4； 联想 SiO2与 HF 的反应，可知该 陶瓷与HF反应可生成SiF4
11、， 另外H和N结合成NH3。 SiCl4和N2在H2气氛中反应， 除生成Si3N4外还有HCl。 1D Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，是一种矿物胶，通常用作耐火材料，硅酸的酸性比碳酸弱，所以 在空气中易变质生成硅酸：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，故 D 不正确。 2A 晶体硅的结构与金刚石相似，具有空间立体网状结构，所以物理性质相似；硅在地壳中含量 居第二位，但在自然界中没有游离态的硅存在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在；晶体硅是一种良好 的半导体材料，被广泛使用；晶体硅是一种非金属单质，虽然它具有金属光泽。 3A 刚玉的成分是 Al2O3，金刚石的成分是 C；大理
12、石、石灰石的成分均是 CaCO3；普通玻璃和普 通水泥均是硅酸盐产品；沙子、石英的成分是二氧化硅。 4C 5C C 项由于 SiO2既不溶于水也不与水反应，故不能一步实现。 6C 据氧原子守恒得：18n362 解得 n3。 7(1)金刚石 CO2CO2= = = = = 点燃 (2)石英 SiO22NaOH=Na2SiO3H2O (3)普通玻璃 解析 解答本题应从 A 的燃烧产物入手，该气体的相对分子质量为：321.37544。该气体无色，且 能使澄清石灰水变浑浊， 应为二氧化碳。 因为 A 为透明、 不溶于水、 坚硬的固体， 由此推断 A 为金刚石。 B 同样为透明、不溶于水的坚硬固体，但可
13、溶于热的苛性钠溶液，所得溶液中加入过量的酸时可析出白色固 体，最终得到一种比碳酸还弱的酸，因此 B 为石英。C 物质由石灰石、纯碱和 B 物质(石英)混合加热反应 而制得的，在高温时软化，无固定熔点，这符合玻璃的性质特点，故 C 为普通玻璃。 8(1)NaAlO2和 Na2SiO3 AlCl3和 H2SiO3 AlCl3 H2SiO3 (2)Al2O3Na2CO3高温,2NaAlO2CO2 SiO2Na2CO3高温,Na2SiO3CO2 (3)SiO2H=H2SiO3 23 (4)D 解析 将土样和纯碱混匀，加热熔融时，土样中的 Al2O3和 SiO2将与纯碱发生反应，生成偏铝酸盐和 硅酸盐，并溶于水中；而 CaO、Fe2O3不与纯碱反应而成为残渣。滤液中的偏铝酸盐和硅酸盐与盐酸反应， 得到溶于水的铝盐和不溶于水的硅酸。由于陶瓷的成分是硅酸盐，它和氧化铝都会与纯碱反应，因此，在 熔融土样时只能选用铁坩埚。