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111 第三單元 含硅礦物與信息材料 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、了解硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品。學(xué)會將硅酸鹽的化學(xué)式寫成氧化物形式的方法 2、知道二氧化硅的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。了解二氧化的應(yīng)用。認(rèn)識單晶硅的使用給人類文明進程所帶來的重大影響。 【教材梳理】 一、⑴寫出下列幾種硅酸鹽的化學(xué)式：鋯石： 紅柱石： 鈣鋁石榴子石： 鎂橄欖石： ⑵硅酸鹽的結(jié)構(gòu)怎樣？為什么常改寫成氧化物的形式？ ⑶如何將硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物的形式 硅酸鈉：Na2SiO3 高嶺土：Al2（Si2O5）（OH）4 硅酸鈉的性質(zhì)①加水溶解；②向溶液中通二氧化碳或滴加稀鹽酸；觀察現(xiàn)象。 二、硅酸鹽產(chǎn)品（傳統(tǒng)材料） 1．水泥生產(chǎn) 水泥是以 （主要成分為 ）、 為主要原料，在 中高溫煅燒后，在加入適量的 ，磨成細(xì)粉，即得到普通的硅酸鹽水泥。水泥的特性為 2．陶瓷生產(chǎn) 3．玻璃生產(chǎn) 玻璃是指將 、 、 在 中高溫熔融制得，發(fā)生主要反應(yīng)： ， 。普通玻璃的組成一般為 。對普通玻璃加以特殊處理后會得到各種特種玻璃如 、 、 、 等 4.水玻璃指的是 ，它是一種強力的無機膠。 三、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)：　　　??；②熔、沸：　　??；③硬度：　　　　　；④水溶性　　?！? 3、化學(xué)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(yīng)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(yīng)： SiO2＋HF— （雕刻玻璃、腐蝕玻璃） （4）與C反應(yīng)（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(dǎo)纖維、石英玻璃、電子光學(xué)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、有金屬石），是良好的 材料，廣泛應(yīng)用于電子的各個領(lǐng)域。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 2、化學(xué)性質(zhì)：很穩(wěn)定 （1）常溫下不與O2、Cl2、H2、濃H2SO4、濃HNO3等反應(yīng)。 （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(yīng)： 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(yīng)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(xué)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(xí)】 1、下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品的是 A、水泥 B、玻璃 C、陶瓷 D、水晶 2、制水泥和玻璃時都需要用的原料是 A、黏土 B、石英 C、石灰石 D、純堿 3、普通玻璃是 （混合物、純凈物）。 玻璃可在一定溫度范圍內(nèi)軟化，制成工藝品等。這是因為玻璃不是晶體，而是一種玻璃態(tài)物質(zhì)，沒有固定 。 4、將盛放硅酸鈉溶液的容器敞口放置在空氣中，溶液中會有 生成，反應(yīng)方程式為 ，通過這個反應(yīng)說明硅酸的酸性比 。 5、將下列硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物的形式 K2Al2Si6O16 ： Mg3 (Si4O10)(OH)2 ： 6、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(yīng)生成對應(yīng)的酸 C、可與純堿反應(yīng) D、與碳在高溫下反應(yīng)可制取兩元素中的一種單質(zhì) 7、Al2O32SiO22H2O是一種 A、混合物 B、含氧酸 C、硅酸鹽 D、氧化物 8、下列物質(zhì)中在一定條件下能與SiO2起反應(yīng)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 9、下列各組物質(zhì)間，不能發(fā)生反應(yīng)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） 10、關(guān)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(dǎo)電性介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體 C、硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng) D、加熱到一定溫度時，硅能與碳、氧氣等非金屬反應(yīng) 11、關(guān)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(dǎo)體材料 12、工業(yè)上制造金剛砂（SiC）的化學(xué)方程式是SiO2＋3C＝＝SiC＋2CO↑，在這個氧化還原反應(yīng)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 13、用光導(dǎo)纖維制造內(nèi)窺鏡，探視病人內(nèi)臟疾病，這是利用了光導(dǎo)纖維下列性能中的 A.不發(fā)生廣輻射　　　　　　　　　　　　　　　　B.能傳輸大量信息，且不怕腐蝕 C.無論怎樣繞曲，都能很好的傳導(dǎo)光線　　　　　　D.熔點高，耐高溫 14、下列物質(zhì)中，不能用玻璃瓶來盛裝的是　　　　　　　　　　　　　　 　　A.燒堿溶液　　　　B.濃硫酸　　　　　C.氫氟酸　　　　　　D.碳酸鈉溶液 15、下列物質(zhì)中，主要成分不是二氧化硅的是　　　　　　　　　　　　　　　　 A.金剛砂　　　　B.瑪瑙　　　　　C.水晶　　　　D.石英　 16、要除去SiO2中混有的少量CaO雜質(zhì)，最適宜的試劑是　　　　　　　　　 A.純堿溶液　　　B.鹽酸　　　　C.硫酸　　　　　　　D.苛性鈉溶液 17、15gSiO2和足量的C在高溫下發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋3C＝＝SiC＋2CO↑。下列敘述正確的 A、氧化劑和還原劑的質(zhì)量比為1：2　　　　　　　B、SiO2是還原劑 C、反應(yīng)中有6gC被氧化　　　　　　　　　　　　D、反應(yīng)中生成了28gCO 18、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 19、硅可與濃燒堿溶液反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：Si＋2NaOH＋H2O＝＝Na2SiO3＋2H2↑ （1）將7克硅跟足量的濃燒堿溶液反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氫氣多少升？ （2）將上述反應(yīng)得到的溶液跟足量的鹽酸反應(yīng)，生成的沉淀經(jīng)高溫灼燒，可得到固體多少克？ 20．工業(yè)上以石灰石、純堿、石英為原料制取玻璃。在高溫條件下，二氧化硅分別與碳酸鈉、碳酸鈣反應(yīng)生成硅酸鹽和二氧化碳?xì)怏w，試寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 21.寫出煉鐵工業(yè)中，用石灰石來除去雜質(zhì)SiO2的方程式 22.“水玻璃”長期暴露在空氣中變質(zhì)，這是因為“水玻璃”與空氣中的二氧化碳接觸，生成了乳白色的凝膠狀沉淀（用H2SiO3）和碳酸鈉的緣故。試寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 23、三硅酸鎂被用來治療胃酸過多的胃潰瘍,因為該物質(zhì)不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久.把三硅酸鎂Mg2Si3O8nH2O改寫成氧化物的形式為_____________________,它中和胃酸的化學(xué)方程式是 。 24、欲證明CH3COOH、H2CO3、H2SiO3的酸性強弱，右圖裝置A、B、C中分別應(yīng)放入何種試劑？產(chǎn)生何種現(xiàn)象可以證明其酸性順序？寫出反應(yīng)的離子方程式。 111