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1、第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第2课时1 水晶制品 H2SiO3是SiO2的对应水化物 SiO2是H2SiO3的酸酐 三 硅酸 H2SiO3 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 SiO32 2H H2SiO3 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 SiO32 H2O CO2 CO32 H2SiO3 是一种白色不溶性酸 其酸性比H2CO3还弱 制法 三硅酸盐与无机非金属材料 H2SiO3不溶于水的酸 酸性比H2CO3弱 Na2SiO3 H2O CO2 H2SiO3 Na2CO3 硅酸是溶于水的酸 故不能直接溶于水制得 硅酸盐 一般是由硅 氧 金
2、属组成的化合物 1 硅酸盐的表示 通常氧化物的形式来表示其组成 表示方法 金属氧化物在前 再写SiO2 最后写H2O 氧化物之间用 隔开 例 Na2SiO3可以写成Na2O SiO2 制备 Na2SiO3 HCl 2NaCl H2SiO3 新型无机非金属材料的主要品种 性能及用途 2 硅酸盐的工业产物 玻璃 传统的无机材料 原料 纯碱石灰石石英设备 玻璃熔炉条件 高温熔融主要反应 CaCO3 SiO2CaSiO3 CO2 主要成分 硅酸钠 硅酸钙 二氧化硅 没有一定的熔点 有色玻璃 在玻璃中添加有色氧化物如 蓝色氧化钴 Co2O3 红色氧化亚铜 Cu2O 有色玻璃 钢化玻璃 钢化玻璃 普通玻璃
3、加热熔化急速冷却 强度为普通玻璃4 6倍 不易破碎 即使破碎了 碎块也没有尖锐是棱角 水泥 原料 黏土 石灰石 石膏设备 水泥回转窑条件 煅烧 主要成分 3CaO SiO2硅酸三钙2CaO SiO2硅酸二钙3CaO Al2O3铝酸三钙 水硬性 几种常见的水泥制品 几种常见的水泥制品 硅酸盐与无机非金属材料 高温 高温 强热 冷却 高温结构陶瓷在航天事业的运用原因是因为它具有耐高温 耐氧化 超强 超硬的特点 它可以在各种的环境下使用 同时也是造汽车发动机 喷气发动机的理想材料 大大提高能源的利用率 高温结构陶瓷 几种新型陶瓷材料 生物陶瓷 这种陶瓷强度大 韧性好 与人体亲和力好 是目前人体骨骼和
4、牙齿的重要移植材料 在这一领域 我国处于领先水平 高压钠灯 透明氧化铝陶瓷 硅元素 单质硅 F2 HF NaOH 加热能与某些非金属单质反应 O2 Cl2 知识整合 同步练习 1 下列关于硅的说法不正确的是 A 硅是非金属元素 但它的单质是灰黑色的 有金属光泽B 硅的导电能力界于导体和绝缘体之间 是良好的半导体材料C 当加热到一定温度时 硅能与O2 Cl2等非金属单质反应D 硅的化学性质不活泼 常温下不与任何物质反应 解析 选D 硅的化学性质不活泼 常温下可与强碱溶液 氢氟酸等反应 D 2 下列表述正确的是 太阳能电池可采用硅材料制造 其应用有利于环保 节能 化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进
5、行无溶剂合成 玛瑙的主要成分是硅酸盐 三峡大坝使用了大量水泥 水泥是硅酸盐材料 夏天到了 游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛A B C D C 解析 选C 太阳能电池无污染 玛瑙的主要成分是二氧化硅 水泥是硅酸盐产品 变色眼镜的有色玻璃片添加了某些有色物质 3 下列有关硅的化合物说法正确的是A SiO2与CO2相似 由一个硅原子和两个氧原子构成一个SiO2分子B 硅酸盐一般不溶于水 它是水泥 陶瓷 玻璃的主要成分C H2SiO3既可由SiO2溶于水制得 也可由Na2SiO3和其他酸 如盐酸 反应制得D SiO2是酸性氧化物 能和碱反应 不能和酸反应 易错选项 A B
6、易错剖析 1 易错选项分析错选A的原因在于对SiO2这个化学式分析不到位 SiO2并不是说一个硅原子结合两个氧原子形成一个SiO2分子 正确的是SiO2是由硅原子和氧原子形成的立体网状结构 在这个网状结构中 硅原子与氧原子个数比是1 2 4 下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥 玻璃 水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A B C D 解析 选C 光导纤维的成分是SiO2 错 水晶的主要成分是SiO2 而不是硅酸盐 错 硅酸盐是一些岩石的成分 对 陶瓷的主要成分为硅酸盐 对 C 5 石灰石是许多工业
7、的原料之一 但生产下列物质时不需要石灰石的是 A 硅酸B 水泥C 玻璃D 生石灰 解析 选A 硅酸的制取需要硅酸盐和较强的酸 不需要石灰石 A项符合题意 A 6 对于化学方程式SiO2 3CSiC 2CO 有关叙述正确的是 A 反应中SiO2是氧化剂 C是还原剂B 硅元素被还原了 碳元素被氧化了C 在反应中C既是氧化剂又是还原剂D 在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2 1 解析 选C 从反应方程式可以看出 只有碳元素化合价发生了变化 在反应中碳既是氧化剂又是还原剂 且氧化剂和还原剂质量比为1 2 C 7 双选 2010年11月11日 乾隆官窑 青花红彩龙纹如意耳葫芦瓶 以8344万元成交
8、创下国内瓷器拍卖最高纪录 瓷器是传统的无机硅酸盐产品 下列试剂可用于洗涤瓷器的是 A 烧碱溶液B 氢氟酸C 水D 硝酸溶液 解析 选C D 瓷器的成分中含有二氧化硅 二氧化硅可与烧碱溶液 氢氟酸反应 CD 8 硅是重要的工业原料 1 写出工业制硅的化学方程式 2 工业上由粗硅制取高纯硅有如下反应 Si s 3HCl g SiHCl3 g H2 g 放热381kJ SiHCl3 g H2 g Si s 3HCl g 对上述反应的说法 正确的是 A 均为置换反应和氧化还原反应B 反应 实际上互为可逆反应C 由于反应 放热 则反应 一定吸热D 由上述反应可知硅的还原性比氢气强 解析 工业上用炭还原二
9、氧化硅制硅 从粗硅制取高纯硅的两反应分析 两反应均为置换反应 也必然是氧化还原反应 两反应条件不同 所以不是可逆反应 反应 放热 相反反应 必吸热 由方程式并不能比较出H2和硅还原性的强弱 答案 1 SiO2 2CSi 2CO 2 A C 9 无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两类 1 硅酸盐材料是传统无机非金属材料 下列属于硅酸盐产品的是 玻璃 陶瓷 石英玻璃 硅芯片 光导纤维 水泥 砖瓦 2 制造普通玻璃的主要原料是 发生的主要反应有 3 水泥是重要的工业原料 据统计 2010年二季度我国水泥产量为51262万吨 同比增长14 7 水泥具有 性 与水掺和搅拌并静置后
10、很容易凝固变硬 4 磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料 可用于制造人造骨骼 这是利用了这类材料具有 A 耐高温的特性B 电学特性C 光学特性D 生物功能 解析 石英玻璃 光导纤维的主要成分都是二氧化硅 硅芯片是高纯度的硅 制造普通玻璃的主要原料有纯碱 石灰石 石英 水泥具有水硬性 磷酸钙陶瓷可用于人体 则是利用其生物功能 答案 1 2 纯碱石灰石石英Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 CaCO3 SiO2CaSiO3 CO2 3 水硬 4 D AC 10 双选 下列叙述正确的是 A 石灰窑 玻璃熔炉出来的气体的主要成分相同B 用石灰抹墙和用水泥砌墙过程的硬化原理相同C 玻璃 陶瓷 水
11、泥容器均不能贮存氢氟酸D 任何酸均不能与酸性氧化物反应 11 根据水泥 玻璃和陶瓷的生产过程 总结出硅酸盐工业的一般特点是 原料一定有含硅元素的物质 生成物是硅酸盐 反应条件是高温 发生复杂的物理 化学变化A 和 B C D D 4 石英玻璃是用较纯净的二氧化硅制成的 下列关于二氧化硅和石英玻璃的有关说法不正确的是 A 二氧化硅晶体中Si O原子个数比为1 2B 石英玻璃中含有硅酸盐 二氧化硅 耐任何酸碱腐蚀C 石英玻璃制成的光导纤维是一种新型无机非金属材料D 石英玻璃有较高的熔点 BD 解析 石英玻璃中的SiO2与氢氟酸反应 也可与NaOH溶液反应 B错 石英玻璃属玻璃态物质 无固定熔点 D
12、错 12 青花瓷 中所描绘的 瓶身描绘的牡丹一如你初妆 色白花青的锦鲤跃然于碗底 等图案让人赏心悦目 但古瓷中所用颜料成分一直是个谜 近年来科学家才得知大多为硅酸盐 如蓝紫色的硅酸铜钡 BaCuSi2Ox 铜为 2价 下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是 A 可用氧化物形式表示为BaO CuO 2SiO2B 性质稳定 不易脱色C 易溶解于强酸和强碱D x等于6 C 13 磷酸钙陶瓷也是一种新型无机非金属材料 它可用于制造人造骨骼 这是利用这类材料的 A 耐高温的特性B 电学特性C 光学特性D 生物功能 解析 能用于制造人造骨骼 说明该陶瓷具有生物功能 D 13 磷酸钙陶瓷也是一种新型无机非金属材料
13、 它可用于制造人造骨骼 这是利用这类材料的 A 耐高温的特性B 电学特性C 光学特性D 生物功能 解析 能用于制造人造骨骼 说明该陶瓷具有生物功能 D 14 气凝胶的应用被英国 泰晤士报 评为2007年度最受关注的十大新闻 气凝胶是一种世界上最轻的固体 密度仅为5mg cm 3 被称为 固态烟 非常坚固耐用 它可以承受相当于自身重量几千倍的压力 在温度达到1200 C时才会熔化 绝热性能十分优越 其成分是二氧化硅 下列说法正确的是 A 该材料有良好的导电性能B 硅原子与氧原子间以共价键连接C 石灰石的主要成分也是二氧化硅D 其中的二氧化硅以分子的形式存在 B 解析 气凝胶是一种新材料 由其坚固 耐高温 绝热性能好的性质不难推出 组成它的材料是原子晶体 这正好与二氧化硅是原子晶体相符 原子晶体导电能力差 没有单个的分子 因此A D不正确 而石灰石的主要成分是碳酸钙 故选B 谢谢
