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111 第三單元 含硅礦物與信息材料 課時1 硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品 【學海導航】 1、了解硅在自然界的存在形式,了解硅及其化合物的應用與人類文明發(fā)展的密切聯(lián)系。 2、掌握陶瓷、水泥、玻璃等重要的硅酸鹽產(chǎn)品。 【主干知識】 1、硅的存在： （1）在地殼中的含量僅次于 ，居于第 位； （2）在自然界中沒有游離態(tài)的硅，只有以化合態(tài)態(tài)存在的硅。如 、 等； （3）化合態(tài)的硅廣泛存在于地殼的各種礦物和巖石里，是構(gòu)成礦物和巖石的主要成分。 2、硅酸鹽極其性質(zhì) （1）硅酸鹽組成的表示方法 ①鹽化學式法 如:硅酸鈉：Na2SiO3、硅酸鈣：CaSiO3，此法用于組成簡單的硅酸鹽。 ②鹽氧化物法 如:鋯石：__________________ 紅柱石___________________ 鎂橄欖石：_______________ 鈣鋁石榴子石______________ （2）硅酸鹽的性質(zhì) ①Na2SiO3是極少數(shù)可溶于水的硅酸鹽的一種,其它可溶性的硅酸鹽還有________、_________ ②Na2SiO3的水溶液俗稱________,是建筑業(yè)中常用的一種_________,也是一種礦物膠;用水玻璃浸泡過的木材、紡織品既___________又__________。 ③Na2SiO3溶液呈堿性,易吸收空氣中的CO2,化學方程式______________________________,因此Na2SiO3溶液要________保存。 3、硅酸鹽產(chǎn)品(查閱資料或者參觀玻璃廠、水泥廠了解水泥和玻璃是如何生產(chǎn)的) （1）陶瓷：中國是瓷器之都,新石器時代就已經(jīng)掌握了煉陶技術,陶瓷不僅廣泛應用于生活,而且在電子工業(yè),原子能工業(yè),宇航事業(yè)等方面發(fā)揮越來越重要的作用。 （2）水泥：建筑業(yè)中使用最普遍的基礎材料。 制造原料：_______(主要成分______),___________; 主要設備：__________________ 生產(chǎn)條件：__________________ (注意:生產(chǎn)過程中加入石膏的作用_____________________________) （3）玻璃：一種重要的工農(nóng)業(yè)原料。 制造原料：____________,____________,___________; 主要設備：__________________ 生產(chǎn)條件：__________________ 成分：__________________ 【課堂練習1】給下列溶液中通入CO2氣體，不可能產(chǎn)生沉淀的是 （ ） (A)氯化鈣和硝酸鋇的混合液 (B)稀的水玻璃 (C)偏鋁酸鈉溶液 (D)碳酸鈉飽和溶液 【課堂練習2】在煉鐵、制玻璃、制水泥三種工業(yè)生產(chǎn)中，都需要的原料是 （ ） (A)生石灰 (B)石灰石 (C)石英 (D)純堿 【課堂練習3】 應用帶膠塞的玻璃試劑瓶保存的溶液是 （ ） （A）燒堿 （B）硫酸鈉溶液 （C）水玻璃 （D）濃硫酸 【課堂練習4】氫氧化鋁膠囊、碳酸氫鈉粉劑都因能同胃酸反應，曾用來治療胃酸過多。三硅酸鎂（2MgO3SiO2nH2O）和氫氧化鋁膠囊一樣，在治療時作用更持久。試寫出三硅酸鎂同胃酸的主要成分作用的離子方程式： 。 【達標提高】 （一看就懂，一做就會） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1、在自然界里，硅存在于地殼的各種礦物和巖石中的形式是 （ ） A、晶體硅 B、二氧化硅 C、硅酸 D、硅酸鹽 2、下列說法中不正確的是 （ ） A、硅酸鹽工業(yè)使用的每一種原料都含有硅 B、水泥、普通玻璃都是混合物 C、生產(chǎn)水泥和玻璃都必須用石灰石 D、用純凈的石英制成石英玻璃,它的膨脹系數(shù)小,常用來制造耐高溫的化學儀器 3、下列物質(zhì)的主要成分不屬于硅酸鹽的是 （ ） A、水晶 B、陶瓷 C、水玻璃 D、普通玻璃 4、融化燒堿應選用的坩堝是 （ ） A、鐵坩堝 B、 玻璃坩堝 C、石英坩堝 D、瓷坩堝 5、下列各組離子在水中能大量共存的是 （ ） A、K+、H＋、SiO32－、S2－ B、Na+、K+、OH-、SiO32- C、Na+、Cl-、OH－、HCO3 D、Na+、H+、NO3-、SO42- 6、高嶺土的組成可表示為Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的數(shù)值分別為 （ ） A、7、2 B、5、4 C、6、3 D、3、6 7、下列反應不能一步得到的是 （ ） A、SiO2―→Na2SiO3 B、SiO2―→H2SiO3 C、Na2SiO3―→SiO2 D、H2SiO3―→SiO2 8、現(xiàn)有石灰石、二氧化硅、硅酸鈉三種白色粉末，要用一種試劑鑒別，可選用（ ） A、氫氧化鈉溶液 B、鹽酸 C、硝酸銀溶液 D、氯化鈣溶液 9、下列物質(zhì)中，既不能與鹽酸反應，又不能燒堿溶液反應的是 （ ） A、水玻璃 B、二氧化硅 C、一氧化碳 D、氧化鋁 10、向下列物質(zhì)的飽和溶液中通入CO2，不發(fā)生反應的是 （ ） A、NaAlO2 B、NaHSO4 C、Na2SiO3 D、Ca(ClO)2 11、能貯存在帶磨口塞的玻璃試劑瓶中的試劑是 （ ） A、KOH溶液 B、濃H2SO4 C、水玻璃 D、氫氟酸 12、等質(zhì)量的Si和O2在密閉容器中反應后，剩下固體中含氧質(zhì)量分數(shù)是 （ ） A、＜50% B、＝50% C、＞50% D、不能確定 課時2 二氧化硅與信息材料 【學海導航】 1、知道二氧化硅的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。了解二氧化硅制品在高科技信息產(chǎn)業(yè)中的應用。 2、認識單晶硅的使用給人類文明進程所帶來的重大影響。 【主干知識】 一、二氧化硅（SiO2） 1、存在：二氧化硅廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構(gòu)成了巖石。 天然二氧化硅的礦物有：硅石、水晶、石英、瑪瑙、石英砂等。 2、物理性質(zhì)：①狀態(tài)：　　　?。虎谌?、沸：　　??；③硬度：　　　　　；④水溶性　　?！? 3、化學性質(zhì)： （1）結(jié)構(gòu)：二氧化硅晶體與金剛石結(jié)構(gòu)相似，具有高硬度、高熔沸點特征。 （2）具有酸性氧化物的通性； ①二氧化硅與氧化鈣（高溫）： SiO2＋ CaO—— ②二氧化硅與氫氧化鈉溶液： SiO2＋ NaOH—— 〖思考〗實驗室盛放堿液的試劑瓶常用 塞，不用 塞，就是為了防止玻璃受堿液腐蝕生成Na2SiO3而使瓶口和塞子粘在一起。 寫出反應的離子方程式： 。 ③二氧化硅與碳酸鈉（高溫）： SiO2＋ Na2CO3—— （3）不跟酸（除 外）反應： SiO2＋ HF—— （雕刻玻璃、腐蝕玻璃） （4）與C反應（高溫）： ①SiO2＋ C—— ②SiO2＋ C—— 4、用途：即為硅石、水晶、石英、瑪瑙、石英砂等的用途。 用于制造光導纖維、石英玻璃、電子光學儀器、精密儀器軸承、耐磨器皿等。 二、硅 1、物理性質(zhì)：晶體硅是 色、有金屬光澤、硬而脆的固體，熔點和沸點都很 ，硬度也很大（因為它的結(jié)構(gòu)類似于金剛石），是良好的 材料，廣泛應用于電子的各個領域。 2、化學性質(zhì)：很穩(wěn)定 （1）常溫下不與O2、Cl2、H2、濃H2SO4、濃HNO3等反應。 （2）加熱或高溫時有強還原性： Si＋ O2―― Si＋ C―― Si＋ Cl2―― （3）常溫下能與氟氣（F2）、氫氟酸（HF）反應： Si十 F2―― Si十 HF―― 3、硅的制備 工業(yè)上用炭自在高溫下還原二氧化硅的方法，制得含有少量雜質(zhì)的粗硅。將粗硅在高溫下跟氯氣氣反應生成四氯化硅，四氯化硅經(jīng)提純后，再用氫氣還原，就可以得到高純度的硅。 高溫 工業(yè)制法：二氧化硅－→粗硅－→四氯化硅－→精硅（寫出化學方程式） （1） SiO2＋ C――　　 （制粗硅） （2） Si＋ Cl2―― （分餾、提純） （3） SiCl4＋ H2―― ＋ （制純硅） 【課堂練習1】地殼中含量第一和第二的兩元素形成的化合物,不具有的性質(zhì) ( ) A、熔點很高 B、能與水反應生成對應的酸 C、可與純堿反應 D、與碳在高溫下反應可制取兩元素中的一種單質(zhì) 【課堂練習2】將30gSiO2和足量的碳在高溫下發(fā)生反應SiO2+2C == Si+2CO↑，下列敘述中正確的是 ( ) A.有0.5molSiO2參加反應 B.反應中有12g碳被還原 C.反應中生成了2.24LCO(標準狀況) D.反應中有0.56.021023個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 【達標提高】 1下列物質(zhì)中在一定條件下能與SiO2起反應的是 ( ) ①濃H2SO4；②H2O；③濃硝酸；④氫氟酸；⑤KOH溶液；⑥氧化鈣；⑦碳酸鈉 A、①②⑥ B、②④ C、④⑤⑥⑦ D、③④⑤⑥ 2下列各組物質(zhì)間，不能發(fā)生反應的是 ( ) A、二氧化硅與氧化鈣（高溫） B、二氧化硅與氫氧化鈉（常溫） C、二氧化硅與碳（高溫） D、二氧化硅與濃硝酸（常溫） 3、關于硅的說法不正確的是 ( ) A、晶體硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色的有金屬光澤的固體 B、晶體硅的導電性介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體 C、硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應 D、加熱到一定溫度時，硅能與碳、氧氣等非金屬反應 4、關于硅的說法中，不正確的是 ( ) A、硅是地殼中含量較豐富的元素 B、在自然界里，硅存在于各種礦物質(zhì)和巖石中的形式是硅酸 C、晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，都具有較高的熔沸點 D、晶體硅是良好的半導體材料 5、工業(yè)上制造金剛砂（SiC）的化學方程式是SiO2＋3C＝＝SiC＋2CO↑，在這個氧化還原反應中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是 ( ) A、1︰2 B、2︰1 C、1︰1 D、3︰5 111