《无机非金属材料的主角-硅》学案3(人教版必修1).docx

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1、第一节 无机非金属材料的主角硅要点精讲一、二氧化硅和硅酸二、硅酸盐 1性质特征：性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。 2主要原料：黏土Al2O32SiO22H2O、石英SiO2和长石钾长石K2OAl2O36SiO2或钠长石Na2OAl2O36SiO2。 3主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃Na2SiO3的水溶液等。 4水泥和玻璃的生产： 水泥玻璃普通原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反响复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2主要成分3CaOSiO22CaO SiO23CaOAl2O3Na2OCaO 6

2、SiO2特性水硬性加石膏调节硬化速度玻璃态物质在一定温度范围内软化非晶体三、硅单质 1物理性质： a.硅的存在和形态：自然界中没有游离态的硅，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。 b.晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 c.导电性：介于导体和绝缘体之间硅和锗是重要的半导体材料。 2化学性质和碳相似形成共价化合物，化学性质不活泼。常温下，不能强酸、强氧化性酸反响，只能与氟气、氢氟酸HF和烧碱等物质反响。Si + 2F2 = SiF4 Si +4HF=SiF4 +H2Si + 2NaOH+ H2O=Na2SiO3+2H2加热条件下，能跟一些非金属单质起反响。Si + O2 SiO2Si +

3、2H2 SiH43工业制法： SiO2 + 2C Si + 2CO焦炭在电炉中复原二氧化硅得到粗硅粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。 3用途：作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等；制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性耐酸设备等。注意：SiO2与CO2的比较CO2SiO2与碱性氧化物反响 CaO+CO2CaCO3CaO+SiO2 CaSiO3与碱液反响2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O与盐反响Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3NaAlO2+CO2

4、+2H2O=Al(OH)3+NaHCO32Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2与碳反响C+CO22CO2C+SiO2 Si+2CO与H2O作用CO2+H2O H2CO3不与水化合与酸反响不反响只与HF反响SiO2+4HF=SiF4+H2O典型题解析一、二氧化硅和硅酸例1光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信效劳。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。以下说法正确的选项是 ( )制造光导纤维的主要原料是CaCO3；制造光导纤维的主要原料是SiO

5、2；光导纤维传递光信号的根本物理原理是光的全反射；光导纤维传递光信号的根本物理原理是光的折射A B C D【分析】此题综合考查了新型无机非金属材料的了解，以及物理光学的根本原理。光导纤维主要原料的化学成分是SiO2，而光导纤维传递光信号的根本物理原理那么是光的全反射。因而说法、正确。【答案】B例2把26g含有SiO2和CaCO3固体在高温下加热至质量不再改变，冷却后称重为17.2g。 1写出有关的化学反响方程式 2求生成CO2的体积标况 3求原混合物中所含SiO2的质量。【分析】1SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2CaCO3CaO+CO2 从上述反响也可比较出两种盐的热稳定性：CaSiO

6、3CaCO3 在此高温条件下，CaCO3不会过剩，故前后固体质量减少值即为CO2质量。m(CO2)=26g17.2g=8.8gn(CO2)=0.2mol，V(CO2)= 4.48LCaCO3 CO2100g 1mol20g 0.2molm(SiO2)=26g20g=6g【答案】1SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2；CaCO3CaO+CO224.48L 36g二、硅酸盐例3矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶局部生成的，此处所措的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。例如钾长石KalSi3O8风化生成高岭土Al2Si2O5(OH)4，此后反响的离子方程式为：2KalSi3O8

7、+2H2CO3+9H2O=2K+2HCO3+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4.1将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形成KalSi3O8_ Al2Si2O5(OH)4_2上述反响能够发生的原因是_。【分析】1将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，只需将除O以外所有的元素写出其常见氧化物，并用“将它们合起来，但需注意各种原子个数比符合原来的组成。在某种或几种氧化物前加适宜系数。KalSi3O8 K2OAl2O36SiO2Al2Si2O5(OH4) Al2O32SiO22H2O2分析反响前后物质的种类，可知属于酸与盐发生的复分解反响，是由于酸H2CO3H4SiO4。发生了较强的酸制较弱的酸反响。【答案】1K2OAl2O36SiO2Al2O32SiO22H2O2较强的酸能制较弱的酸反响。