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 课时2 硅酸盐和硅单质 目标与素养：1.了解硅酸盐的组成和性质及应用；知道硅的性质和用途。(宏观辨识与变化观念)2.了解无机非金属材料的生产及用途。(宏观辨识与社会责任)自 主 探 新 知 预 习 一、硅酸盐1概念由_、_和金属组成的化合物的总称。2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：硅酸钠(Na2SiO3)：_。硅氧Na2OSiO23最简单的硅酸盐Na2SiO3水玻璃二、硅酸盐产品无机非金属材料产品原料主要设备主要成分 水泥_水泥回转窑硅酸二钙2CaOSiO2硅酸三钙3CaOSiO2铝酸三钙3CaOAl2O
2、3 普通玻璃_玻璃窑Na2OCaO6SiO2 陶瓷_石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英砂黏土三、其他含硅物质1SiC：俗称_，类似金刚石的结构和性能。2含 4%硅的硅钢具有_性，用作变压器铁芯。3硅橡胶：既耐高温又耐低温。4人造分子筛：作_剂和_剂。金刚砂导磁吸附催化四、硅单质1形态和结构晶体无定形2单质硅的性质(1)物理性质晶体硅是一种带有_的灰黑色固体，根据其结构分析可知，晶体硅熔点_、硬度_、有脆性。导电性介于_之间，是良好的_材料。(2)化学性质：常温下化学性质稳定，除氢氟酸和强碱外，不与其他物质发生反应。Si 与氢氟酸、NaOH 溶液发生反应的化学方程式分别为 Si4HF=SiF42H2
3、、Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。金属光泽高大导体和绝缘体半导体3重要用途(1)_材料，如硅芯片等。(2)新型能源，如光电池等。半导体1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)硅酸钠可以改写为 Na2OSiO2，故硅酸钠是混合物，含有 Na2O和 SiO2。()(2)硅酸钠俗称水玻璃，是一种防火剂。()(3)硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质。()(4)普通玻璃和水泥的生产原料均含石灰石。()答案(1)(2)(3)(4)2下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英砂B玻璃在加热熔化时有固定的熔点C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D盛
4、放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起答案 B3举例说明晶体硅的用途有_。答案 半导体材料，用于制硅芯片等；新型能源，用于制硅光电池等(合理即可)核 心 攻 重 难 突 破 硅酸盐的氧化物表示硅酸盐由于组成比较复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的方法为：(1)方法：找出组成元素；写出氧化物的形式；注意原子守恒；检查有无遗漏。(2)氧化物的顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。氧化物之间用“”隔开。(3)氧化物前化学计量数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置化学计量数，如果出现分数，扩大
5、倍数化为整数。例如：钠长石(NaAlSi3O8)不能写成12Na2O12Al2O33SiO2，应写成Na2OAl2O36SiO2。1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 Al2O3CaO3SiO23H2OB镁橄榄石(Mg2SiO4)表示为 MgO12SiO2C钾云母(K2Al6Si6H4O24)表示为 K2O2H2O3Al2O36SiO2 D滑石(Mg3H2Si4O12)表示为 3MgO4SiO2H2O答案 D2和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐。某种和田玉的化学成分为 Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述中
6、正确的是()A将该和田玉的化学式改写成氧化物的形式表示如下：2CaO3MgOFe2O38SiO2H2OB该和田玉能抵抗任何酸或碱的腐蚀C该和田玉中 Fe 的化合价为2 价D该和田玉是由 5 种氧化物组成的混合物C 根据化合价规则，Fe 为2 价，不是3 价，A 错、C 正确；该玉可能溶于某些酸或碱，B 错；该玉中不含有氧化物，只是盐的一种表示法，D 错。硅及其化合物的转化1.硅及其化合物的转化关系2硅的制备与提纯SiO2C高温 Si(粗)Cl2 SiCl4H2高温 Si(纯)。3下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中，B是一种单质，其余物质也都是含 B 元素的化合物。C 是一种钠盐
7、，E是 C 对应的酸，B 的结构类似金刚石，D 为 B 的氧化物(其他不含 B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)。请填写空白：(1)A、D、E 的化学式分别为_、_、_。(2)A 和 B 的相互转化在工业上有什么实际意义？_。(3)写出 DC 反应的化学方程式：_。(4)写出 ED 反应的化学方程式：_。解析 本题的突破口是：“B 是一种单质”，“B 的结构类似金刚石”。据此，容易推断出 B 是晶体硅。硅与氯气在加热条件下生成 SiCl4，因此，A 为 SiCl4，SiCl4 可以被氢气还原得纯净的硅。根据 D 为 B 的氧化物且能转化成 B(Si)，可知 D 为 S
8、iO2，由此可知其他答案。答案(1)SiCl4 SiO2 H2SiO3(2)粗硅提纯(3)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(4)H2SiO3=SiO2H2OC、Si 及其化合物的特性及应用(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。(3)Si 的还原性大于 C，但单质 C 在高温下能从 SiO2 中还原出Si：SiO22C=高温 Si2CO。(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
9、能放出氢气：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(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：Si4HF=SiF42H2。(6)SiO2 为酸性氧化物，但与氢氟酸反应。(7)酸 性 H2CO3 强 于 H2SiO3，但 可 以 发 生 反 应 SiO2 Na2CO3=高温 Na2SiO3CO2。当 堂 提 素 养 达 标 1下列说法正确的是()A硅、二氧化硅都能与 NaOH 溶液反应放出氢气B泡花碱的主要成分不属于硅酸盐C可用 H2 在高温下还原 SiCl4 的方法制取硅D硅的性质较稳定，不会与氯气、氧气反应C A 项，SiO2 与 NaOH 反应不生成 H2；B 项，泡
10、花碱为Na2SiO3，属于硅酸盐；D 项，Si 与 Cl2、O2 可以反应。2下列有关硅酸盐的说法中正确的是()A硅酸盐中的阴离子都是 SiO23B硅酸盐都难溶于水C通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的DNa2SiO3 是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂D A 项，硅酸盐是一类复杂的化合物，其中阴离子不一定全是 SiO23；B 项，Na2SiO3 可溶于水；C 项，硅酸盐可用氧化物表示，但不是由氧化物组成的。3我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是()A晶体硅和金刚石的结构相似
11、B晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应C晶体硅是一种良好的半导体材料，可以用 H2 还原 SiO2 制备D晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料A B 项，Si 可以与 NaOH 溶液、HF、O2 等反应；C 项，H2不能还原 SiO2；D 项，晶体硅不是金属材料。4下列有关硅的说法不正确的是()A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C单质硅常用作光电池和光导纤维D加热到一定程度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应C 单质硅不能用于光导纤维。5硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的 90%以上。(1)SiO2 是玻
12、璃的成分之一，SiO2 与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_，工艺师常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。(2)用 Na2SiO3 溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现 Na2SiO3 的用途为可作_的原料。(3)工业上常用 2CSiO2=高温 Si2CO制备粗硅，该反应中有元素化合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。解析(1)SiO2 与 NaOH 溶液反应的化学方程式为 SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。由于 SiO2 能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(2)Na2SiO3 的水溶液又称“水玻璃”，它具有阻燃的功能，因此可作防火剂。(3)反应中 C 被氧化，SiO2 被还原，因此 SiO2 作氧化剂。答案(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O 氢氟酸(2)防火剂(3)C SiO2课 时 分 层 作 业 点击右图进入 Thank you for watching!