硅无机非金属材料课件.ppt

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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1.1.了解硅的物理性质、化学性质。了解硅的物理性质、化学性质。2.2.了解二氧化硅的性质了解二氧化硅的性质, ,认识硅、二氧化硅作为无机非金属材认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。料的特性及其用途。3.3.了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能和用途。了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能和用途。一、硅一、硅1.1.存在存在(1)(1)形态形态: :在自然界中在自然界中, ,全部以化合态存在。全部以化合态存在。(2)(2)地壳中的含量地壳中的含量: :第第_位位, ,仅次于氧。仅次于氧。2.2.物理性质物理性质颜色颜色状态状态

2、导电性导电性_色色, ,金属光泽金属光泽硬而脆的固体硬而脆的固体_2 2灰黑灰黑半导体半导体3.3.化学性质化学性质(1)(1)常温下不活泼常温下不活泼, ,不易与氢气、氧气、不易与氢气、氧气、_、_、_等物质发生反应。等物质发生反应。(2)(2)加热条件下加热条件下, ,可与氧气反应可与氧气反应, ,请写出反应方程式请写出反应方程式: :_。4.4.工业制法工业制法(1)(1)制法制法: :用焦炭在电炉中还原二氧化硅得粗硅。用焦炭在电炉中还原二氧化硅得粗硅。(2)(2)原理原理:_:_。氯气氯气硫酸硫酸硝酸硝酸Si+OSi+O2 2 SiO SiO2 2SiOSiO2 2+2C Si+2CO

3、+2C Si+2CO高温高温=5.5.用途用途(1)(1)硅硅: :制造晶体管、集成电路、硅整流器制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池和太阳能电池等。等。(2)(2)硅合金硅合金: :含硅含硅4%4%的钢可制造变压器铁芯。的钢可制造变压器铁芯。含硅含硅15%15%左右的钢具有耐酸性左右的钢具有耐酸性, ,制耐酸设备。制耐酸设备。二、二氧化硅与光导纤维二、二氧化硅与光导纤维1.1.二氧化硅二氧化硅(1)(1)自然界中的存在自然界中的存在: :沙子、沙子、_、_的主要成分是二氧化的主要成分是二氧化硅。硅。(2)(2)物理性质物理性质: :状态状态颜色颜色熔点熔点硬度硬度溶解度溶解度_态态_色

4、色_溶于水溶于水石英石英水晶水晶固固无无高高大大不不(3)(3)化学性质化学性质: :二氧化硅化学性质二氧化硅化学性质_,_,一般不与酸反应。一般不与酸反应。具有酸性氧化物的性质具有酸性氧化物的性质a:a:与氢氧化钠溶液反应与氢氧化钠溶液反应反应方程式为反应方程式为_b:b:与氧化钙反应与氧化钙反应反应方程式为反应方程式为_与氢氟酸反应与氢氟酸反应a:a:反应方程式为反应方程式为_b:b:应用应用: :刻蚀玻璃刻蚀玻璃不活泼不活泼SiOSiO2 2+ 2NaOH=Na+ 2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+ H+ H2 2O OSiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO CaSiO3

5、 3SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O高温高温=2.2.光导纤维光导纤维(1)(1)主要成分主要成分:_:_。(2)(2)用途用途: :用于光纤通讯、能量传输和信息处理等方面。用于光纤通讯、能量传输和信息处理等方面。SiOSiO2 2三、硅酸盐与无机非金属材料三、硅酸盐与无机非金属材料1.1.硅酸盐制品的特点硅酸盐制品的特点性质性质熔点熔点水溶性水溶性稳定稳定较较_大都大都_溶于水溶于水高高难难2.2.传统无机非金属材料传统无机非金属材料(1)(1)玻璃和水泥玻璃和水泥: :玻璃玻璃水泥水泥原料原料_设备设备玻璃熔炉玻璃熔炉水泥回转窑水泥回转窑化学

6、方化学方程式程式_ _ _ _ _复杂的物理、化学变化复杂的物理、化学变化纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英石灰石、黏土石灰石、黏土NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2、CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2CaSiOCaSiO3 3+CO+CO2 2高温高温=高温高温=玻璃玻璃水泥水泥主要主要成分成分_主要主要性质性质没有没有_具有水硬性具有水硬性NaNa2 2SiOSiO3 3、CaSiOCaSiO3 3、SiOSiO2 23CaO3CaOSiOSiO2 2、2CaO2CaOSiOSiO2 2、3CaO3CaOAlAl

7、2 2O O3 3固定的熔点固定的熔点(2)(2)陶瓷陶瓷: :生产原料生产原料:_:_。重要性质重要性质: :耐酸碱侵蚀。耐酸碱侵蚀。3.3.新型无机非金属材料新型无机非金属材料分类分类举例举例高温结构陶瓷高温结构陶瓷 氮化硅氮化硅(Si(Si3 3N N4 4) )陶瓷、碳化硅陶瓷、碳化硅(SiC)(SiC)陶瓷陶瓷生物陶瓷生物陶瓷氧化铝氧化铝(Al(Al2 2O O3 3) )陶瓷、氧化锆陶瓷、氧化锆(ZrO(ZrO2 2) )陶瓷陶瓷压电陶瓷压电陶瓷以钛酸钡以钛酸钡(BaTiO(BaTiO3 3) )和钛酸铅和钛酸铅(PbTiO(PbTiO3 3) )等为等为主要成分主要成分黏土黏土【

8、思考辨析【思考辨析】1.1.判断正误判断正误(1)(1)硅是非金属单质硅是非金属单质, ,不能导电。不能导电。( )( )分析分析: :硅是半导体材料硅是半导体材料, ,能导电。能导电。(2)(2)常温下常温下, ,硅的化学性质不活泼硅的化学性质不活泼, ,所以自然界中存在大量游离所以自然界中存在大量游离态的硅。态的硅。( )( )分析分析: :硅的化学性质虽然不活泼硅的化学性质虽然不活泼, ,但自然界中没有游离态的硅。但自然界中没有游离态的硅。(3)(3)计算机芯片一般用二氧化硅作材料。计算机芯片一般用二氧化硅作材料。( )( )分析分析: :二氧化硅不能导电二氧化硅不能导电, ,计算机芯片

9、一般用硅作材料。计算机芯片一般用硅作材料。(4)(4)水晶属于硅酸盐产品。水晶属于硅酸盐产品。( )( )分析分析: :水晶的主要成分为二氧化硅水晶的主要成分为二氧化硅, ,不是硅酸盐产品。不是硅酸盐产品。(5)(5)光导纤维能应用于通讯是因为单质硅具有导电性。光导纤维能应用于通讯是因为单质硅具有导电性。( )( )分析分析: :光导纤维的主要成分是二氧化硅光导纤维的主要成分是二氧化硅, ,其是一种利用光的全反其是一种利用光的全反射来传导光线的透明度极高的细丝。射来传导光线的透明度极高的细丝。2.2.问题思考问题思考(1)(1)实验室中盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶为什么不能用玻璃塞实验室中盛装氢氧

10、化钠溶液的试剂瓶为什么不能用玻璃塞? ?分析分析: :氢氧化钠溶液能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠氢氧化钠溶液能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠溶液溶液, ,其可将玻璃瓶塞与瓶口粘住。其可将玻璃瓶塞与瓶口粘住。(2)SiO(2)SiO2 2既可与碱反应既可与碱反应, ,也能与氢氟酸反应也能与氢氟酸反应, ,可以推知可以推知SiOSiO2 2为两为两性氧化物吗性氧化物吗? ?分析分析: :两性氧化物指的是能同时和酸、碱反应生成盐和水的氧两性氧化物指的是能同时和酸、碱反应生成盐和水的氧化物化物,SiO,SiO2 2和氢氟酸反应生成和氢氟酸反应生成SiFSiF4 4, ,它不是金属元素或铵根与

11、酸它不是金属元素或铵根与酸根组成的盐。根组成的盐。【知识链接【知识链接】硅整流器硅整流器一种以晶闸管一种以晶闸管( (电力电子功率器件电力电子功率器件) )为基础为基础, ,以智能数字控制电以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。具有效率高、无机械噪声和磨路为核心的电源功率控制电器。具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。太阳能电池太阳能电池太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。现阶段以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主电能的装置。现阶段以

12、光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流流, ,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。水泥的水硬性水泥的水硬性水泥的水硬性是指水泥与水拌合后水泥的水硬性是指水泥与水拌合后, ,水泥与水产生水化反应凝水泥与水产生水化反应凝结硬化结硬化, ,此凝结硬化的过程可以在水下或潮湿环境中进行。此凝结硬化的过程可以在水下或潮湿环境中进行。一、硅单质的特性一、硅单质的特性1.1.硅化学性质不活泼硅化学性质不活泼, ,但自然界中没有游离态的硅。但自然界中没有游离态的硅。2.2.非金属单质一般为非导体非金属单质一般为非导体, ,但但SiSi为半导体。为

13、半导体。3.Si3.Si的还原性大于的还原性大于C,C,但但C C能在高温下还原出能在高温下还原出Si:Si:SiOSiO2 2+2C Si + 2CO+2C Si + 2CO。高温高温=4.4.非金属单质跟强碱溶液作用一般无非金属单质跟强碱溶液作用一般无H H2 2放出放出, ,但但SiSi能与强碱溶能与强碱溶液反应放出液反应放出H H2 2: :Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2。5.5.非金属单质一般不与非氧化性酸反应非金属单质一般不与非氧化性酸反应, ,但硅能与氢氟酸反但硅能与氢氟酸反应应:Si+4HF=SiF:Si

14、+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2。【学而后思【学而后思】(1)(1)碳在自然界中有稳定的单质碳在自然界中有稳定的单质, ,硅没有硅没有, ,能否说明硅的化学性能否说明硅的化学性质比碳活泼质比碳活泼? ?提示提示: :不能。对比硅和碳的化学性质可知硅的活泼性不如碳的不能。对比硅和碳的化学性质可知硅的活泼性不如碳的活泼性强。活泼性强。(2)(2)电炉中制粗硅的反应是电炉中制粗硅的反应是SiOSiO2 2+2C Si + 2CO,+2C Si + 2CO,从氧化从氧化还原反应的角度分析还原反应的角度分析, ,氧化剂、还原剂分别是什么氧化剂、还原剂分别是什么? ?其物质的量其物质的量的比是多少

15、的比是多少? ?提示提示: :氧化剂是氧化剂是SiOSiO2 2, ,还原剂是还原剂是C,C,氧化剂与还原剂的物质的量之氧化剂与还原剂的物质的量之比为比为1212。高温高温=二、二氧化硅的性质及其与二氧化碳的比较二、二氧化硅的性质及其与二氧化碳的比较1.1.具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性(1)(1)与氢氧化钠溶液反应与氢氧化钠溶液反应, ,反应方程式为反应方程式为SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O(2)(2)与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应, ,反应方程式为反应方程式为SiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO Ca

16、SiO3 32.SiO2.SiO2 2的特性的特性(1)SiO(1)SiO2 2不溶于水不溶于水, ,也不与水反应也不与水反应, ,不能直接将它与水反应来制不能直接将它与水反应来制取取H H2 2SiOSiO3 3。(2)(2)非金属氧化物的熔、沸点一般较低非金属氧化物的熔、沸点一般较低, ,但但SiOSiO2 2的熔、沸点很高。的熔、沸点很高。(3)(3)酸性氧化物一般不与酸作用酸性氧化物一般不与酸作用, ,但但SiOSiO2 2能跟能跟HFHF作用作用: :SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O。高温高温=3.3.二氧化碳与二氧化硅的比较二氧化碳与

17、二氧化硅的比较二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅存在存在空气中空气中岩石中岩石中, ,硅石、石英、水硅石、石英、水晶、硅藻土中都含晶、硅藻土中都含SiOSiO2 2物理性质物理性质熔、沸点低熔、沸点低, ,常温常温时是气体时是气体, ,微溶于微溶于水水坚硬难熔的固体坚硬难熔的固体, ,不溶于不溶于水水二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅化化学学性性质质 与碳与碳COCO2 2+C 2CO+C 2COSiOSiO2 2+2C+2C Si+2CO Si+2COSiOSiO2 2+3C+3C SiC+2CO SiC+2CO与水与水COCO2 2+H+H2 2O HO H2 2COCO3 3不反应不反应与酸

18、与酸不反应不反应SiOSiO2 2+4HF+4HF=SiF=SiF4 4+2H+2H2 2O O与与NaOHNaOH溶液溶液COCO2 2( (少量少量)+2NaOH)+2NaOH =Na =Na2 2COCO3 3+H+H2 2O OSiOSiO2 2+2NaOH=+2NaOH= Na Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O与与CaOCaOCOCO2 2+CaO=CaCO+CaO=CaCO3 3SiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO CaSiO3 3高温高温=高温高温=高温高温=【学而后思【学而后思】(1)(1)实验室中熔化氢氧化钠固体能否用玻璃坩埚实验室中熔化氢氧化钠固体

19、能否用玻璃坩埚? ?提示提示: :不能。玻璃坩埚的主要成分为二氧化硅不能。玻璃坩埚的主要成分为二氧化硅, ,氢氧化钠能与二氢氧化钠能与二氧化硅反应氧化硅反应, ,所以熔化氢氧化钠固体不能用玻璃坩埚。所以熔化氢氧化钠固体不能用玻璃坩埚。(2)(2)根据反应根据反应SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 Na Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2能否说明硅酸酸能否说明硅酸酸性比碳酸强性比碳酸强? ?提示提示: :不能。酸性强弱的判断应根据水溶液中发生的反应不能。酸性强弱的判断应根据水溶液中发生的反应, ,硅酸硅酸酸性比碳酸弱。酸性比碳酸弱。高温高温=类型一类型一 COCO2

20、2和和SiOSiO2 2的性质比较的性质比较【典例【典例】下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似B.SiOB.SiO2 2和和COCO2 2溶于水都显酸性溶于水都显酸性C.COC.CO2 2通入通入NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中可制得硅酸溶液中可制得硅酸D.SiOD.SiO2 2和和COCO2 2都是酸性氧化物都是酸性氧化物, ,不与任何酸反应不与任何酸反应【解题指南【解题指南】解答本题时应注意以下解答本题时应注意以下3 3点点: :(1)(1)明确明确SiOSiO2 2和和COCO2 2物理性质差别较大。物

21、理性质差别较大。(2)(2)掌握常见酸性氧化物化学性质的通性。掌握常见酸性氧化物化学性质的通性。(3)(3)掌握掌握SiOSiO2 2的特殊的化学性质。的特殊的化学性质。【解析【解析】选选C C。SiOSiO2 2不溶于水不溶于水, ,与水不反应与水不反应, ,常温下是固体常温下是固体, ,硬度硬度较大较大, ,在物理性质上与在物理性质上与COCO2 2的差别很大的差别很大;SiO;SiO2 2虽然是酸性氧化物虽然是酸性氧化物, ,与很多酸都不反应与很多酸都不反应, ,但能和氢氟酸反应但能和氢氟酸反应; ;由于由于H H2 2COCO3 3的酸性大于的酸性大于H H2 2SiOSiO3 3的酸

22、性的酸性, ,故把故把COCO2 2通入到通入到NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中可制得溶液中可制得H H2 2SiOSiO3 3。【名师点评【名师点评】在掌握在掌握COCO2 2和和SiOSiO2 2的化学性质时的化学性质时, ,要注意以下要注意以下2 2点点: :(1)(1)两者结构不同两者结构不同, ,决定了物理性质差别较大。决定了物理性质差别较大。(2)(2)从类别上从类别上, ,二者均为酸性氧化物二者均为酸性氧化物, ,具有酸性氧化物的通性。具有酸性氧化物的通性。【变式训练【变式训练】下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是( () )A.COA.CO2 2与水反应生成碳酸与水反

23、应生成碳酸, ,是酸性氧化物是酸性氧化物;SiO;SiO2 2不能与水反应生不能与水反应生成硅酸成硅酸, ,不是酸性氧化物不是酸性氧化物B.NaOHB.NaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放C.C.除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水D.D.制备粗硅时制备粗硅时, ,发生的反应为发生的反应为:C+SiO:C+SiO2 2 Si+CO Si+CO2 2高温高温=【解析【解析】选选B B。A A项项, ,酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物化物, ,而不是能与水反应生成酸的氧化物而

24、不是能与水反应生成酸的氧化物, ,虽然虽然SiOSiO2 2不能与水反不能与水反应生成硅酸应生成硅酸, ,但但SiOSiO2 2能与能与NaOHNaOH溶液反应生成硅酸钠和水溶液反应生成硅酸钠和水, ,是酸性是酸性氧化物氧化物, ,错误错误;B;B项项, ,玻璃的成分中含大量二氧化硅玻璃的成分中含大量二氧化硅, ,碱性试剂都碱性试剂都不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放, ,正确正确;C;C项项, ,二氧化硅和碳酸二氧化硅和碳酸钙都不溶于水钙都不溶于水, ,不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质, ,错错误误;D;D项项, ,粗硅制

25、备时的反应原理是粗硅制备时的反应原理是2C+SiO2C+SiO2 2 Si+2CO, Si+2CO,产产物中生成的是物中生成的是CO,CO,而不是而不是COCO2 2。高温高温=【变式备选【变式备选】下列各组物质在一定条件下能发生反应的是下列各组物质在一定条件下能发生反应的是 ( () )SiOSiO2 2+H+H2 2O OSiOSiO2 2+HF+HFSiOSiO2 2+C+CSiOSiO2 2+NaOH+NaOHCaO+SiOCaO+SiO2 2浓硫酸浓硫酸+SiO+SiO2 2A.A.B.B.C.C. D. D.【解析【解析】选选A A。SiOSiO2 2常温下能与常温下能与NaOHN

26、aOH、HFHF发生反应发生反应, ,高温下可与高温下可与C C、CaOCaO发生反应。发生反应。类型二类型二 硅酸盐硅酸盐【典例【典例】含硅材料有广泛用途。含硅材料有广泛用途。(1)(1)下列有关硅材料的说法正确的是下列有关硅材料的说法正确的是_(_(填字母填字母) )。A.A.碳化硅化学性质稳定碳化硅化学性质稳定, ,可用于生产耐高温水泥可用于生产耐高温水泥B.B.氮化硅熔点高氮化硅熔点高, ,硬度大硬度大, ,可用于制作高温陶瓷可用于制作高温陶瓷C.C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维光导纤维D.D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂

27、制成的普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的, ,其熔点很高其熔点很高E.E.钢化玻璃通常用于车窗玻璃钢化玻璃通常用于车窗玻璃, ,破碎时没有尖锐的棱角破碎时没有尖锐的棱角(2)(2)氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料, ,它的硬度大、熔点它的硬度大、熔点高高, ,化学性质稳定。请回答下列问题。化学性质稳定。请回答下列问题。工业上普遍采用高纯度硅与纯氮在工业上普遍采用高纯度硅与纯氮在1 3001 300时反应获得时反应获得, ,写出写出反应的化学方程式反应的化学方程式_。根据性质推测氮化硅的用途根据性质推测氮化硅的用途_(_(填字母填字母) )。A.A.制气轮

28、机叶片制气轮机叶片B.B.制有色玻璃制有色玻璃C.C.制永久性模具制永久性模具D.D.制造轴承制造轴承(3)(3)兵马俑中所用颜料成分一直是个谜兵马俑中所用颜料成分一直是个谜, ,近年来科学家才得知大近年来科学家才得知大多为硅酸盐多为硅酸盐, ,如蓝紫色的硅酸铜钡如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi(BaCuSi2 2O Ox x, ,铜为铜为+2+2价价),),下列下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是关于硅酸铜钡的说法不正确的是_。A.A.可用氧化物形式表示为可用氧化物形式表示为BaOBaOCuOCuO2SiO2SiO2 2B.B.性质稳定性质稳定, ,不易脱色不易脱色C.C.易溶解于强酸和强碱易溶

29、解于强酸和强碱D.xD.x等于等于6 6【解题指南【解题指南】解答本题时应注意以下解答本题时应注意以下2 2点点: :(1)(1)混合物无固定熔点混合物无固定熔点; ;(2)(2)硅酸盐改写成氧化物形式时注意元素化合价不变化。硅酸盐改写成氧化物形式时注意元素化合价不变化。【解析【解析】(1)(1)碳化硅熔点高、性质稳定碳化硅熔点高、性质稳定, ,可用于生产耐高温水泥。可用于生产耐高温水泥。B B项项, ,氮化硅熔点高氮化硅熔点高, ,硬度大硬度大, ,可用于制作高温陶瓷或轴承。可用于制作高温陶瓷或轴承。D D项项, ,普通玻璃的主要成分是普通玻璃的主要成分是NaNa2 2SiOSiO3 3、C

30、aSiOCaSiO3 3、SiOSiO2 2, ,属于混合物属于混合物, ,无无固定的熔点。固定的熔点。(2)(2)氮化硅中氮显氮化硅中氮显-3-3价价, ,硅显硅显+4+4价价,3Si+2N,3Si+2N2 2=Si=Si3 3N N4 4; ;氮化硅是氮化硅是一种重要的结构材料一种重要的结构材料, ,是一种超硬材料是一种超硬材料, ,性质决定用途性质决定用途,A,A、C C、D D都是氮化硅的用途。都是氮化硅的用途。(3)(3)根据化合物中化合价的代数和为根据化合物中化合价的代数和为0,0,所以有所以有2+2+42+2+42+2+(-2)(-2)x=0,x=0,所以所以x=6,x=6,硅酸

31、铜钡的化学式为硅酸铜钡的化学式为BaCuSiBaCuSi2 2O O6 6, ,写成氧化写成氧化物形式为物形式为BaOBaOCuOCuO2SiO2SiO2 2, ,又因硅酸盐性质稳定又因硅酸盐性质稳定, ,故故C C错。错。答案答案: :(1)A(1)A、B B、C C、E E(2)(2)3Si+2N3Si+2N2 2 Si Si3 3N N4 4A A、C C、D D(3)C(3)C1300【名师点评【名师点评】讲解本题时应注意以下讲解本题时应注意以下2 2点点: :(1)(1)准确把握硅酸盐的氧化物表现形式的关键和实质准确把握硅酸盐的氧化物表现形式的关键和实质; ;(2)(2)巩固对传统无

32、机非金属材料和新型无机非金属材料性质的巩固对传统无机非金属材料和新型无机非金属材料性质的认识。认识。【方法规律【方法规律】传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的比较比较材料材料特性特性品种示例品种示例传统无机传统无机非金属材非金属材料料抗腐蚀、耐高温抗腐蚀、耐高温质脆质脆, ,经不起热经不起热冲击冲击普通水泥、普通玻璃、普通水泥、普通玻璃、黏土质陶瓷黏土质陶瓷新型无机新型无机非金属材非金属材料料耐高温、强度高耐高温、强度高具有电学特性具有电学特性具有光学特性具有光学特性具有生物功能具有生物功能 高温高温 结构结构 陶瓷陶瓷氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷

33、氮化硅陶瓷碳化硼陶瓷碳化硼陶瓷光导纤维光导纤维 【变式训练【变式训练】回答下列有关硅元素的问题。回答下列有关硅元素的问题。(1)(1)下列说法正确的是下列说法正确的是_。A.A.硅酸盐一般不溶于水硅酸盐一般不溶于水, ,它是水泥、陶瓷、玻璃的主要成分它是水泥、陶瓷、玻璃的主要成分B.HB.H2 2SiOSiO3 3既可由既可由SiOSiO2 2溶于水制得溶于水制得, ,也可由也可由NaNa2 2SiOSiO3 3和其他酸和其他酸( (如盐如盐酸酸) )反应制得反应制得C.C.高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳, ,说明硅酸说明硅酸(H(H2 2SiOS

34、iO3 3) )的酸性比碳酸强的酸性比碳酸强D.D.钠长石钠长石( (化学式化学式NaNa2 2O OAlAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2) )属于硅的氧化物属于硅的氧化物(2)(2)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。下列属于传统无机非金属材料产品的是属材料两类。下列属于传统无机非金属材料产品的是_。玻璃玻璃氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷砖瓦砖瓦硅芯片硅芯片光导纤维光导纤维水泥水泥【解析【解析】(1)(1)选选A A。二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳。二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳, ,不能不能说明硅酸的酸性比碳

35、酸强说明硅酸的酸性比碳酸强;SiO;SiO2 2不溶于水不溶于水, ,故故H H2 2SiOSiO3 3不能由不能由SiOSiO2 2溶于水制得溶于水制得; ;碳酸酸性比硅酸强碳酸酸性比硅酸强; ;钠长石虽然可表示成氧化物的钠长石虽然可表示成氧化物的形式形式, ,但不是氧化物但不是氧化物, ,是硅酸盐。是硅酸盐。(2)(2)光导纤维的主要成分是二氧化硅光导纤维的主要成分是二氧化硅, ,硅芯片是高纯度的硅。硅芯片是高纯度的硅。都是新型无机非金属材料。都是新型无机非金属材料。答案答案: :(1)A(1)A(2)(2)【变式备选【变式备选】下列表述正确的是下列表述正确的是( () )太阳能电池可采用

36、硅材料制作太阳能电池可采用硅材料制作, ,其应用有利于环保、节能其应用有利于环保、节能化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成, ,玛瑙玛瑙的主要成分是硅酸盐的主要成分是硅酸盐三峡大坝使用了大量水泥三峡大坝使用了大量水泥, ,水泥是硅酸盐材料水泥是硅酸盐材料夏天到了夏天到了, ,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变色眼镜来保护眼睛A.A.B.B.C.C.D.D.【解析【解析】选选C C。太阳能电池无污染。太阳能电池无污染; ;玛瑙的主要成分是二氧化硅玛瑙的主要成分是二氧化硅;

37、 ;水泥是硅酸盐产品水泥是硅酸盐产品; ;变色眼镜的有色玻璃片添加了某些有色物变色眼镜的有色玻璃片添加了某些有色物质。质。1.1.硅在自然界最主要的存在形式是硅在自然界最主要的存在形式是( () )硅硅二氧化硅二氧化硅硅酸盐硅酸盐A.A.B.B.C.C. D. D.【解析【解析】选选C C。硅在自然界中无游离态。硅在自然界中无游离态, ,全部以化合态的形式存全部以化合态的形式存在在, ,最主要的存在形式是二氧化硅和硅酸盐最主要的存在形式是二氧化硅和硅酸盐,C,C项正确。项正确。2.(20132.(2013南平高一检测南平高一检测) )下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.单质硅能

38、在空气中稳定存在单质硅能在空气中稳定存在B.B.玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳C.C.二氧化硅可用作半导体材料二氧化硅可用作半导体材料D.SiOD.SiO2 2不能与水反应生成不能与水反应生成H H2 2SiOSiO3 3, ,所以所以SiOSiO2 2不是酸性氧化物不是酸性氧化物【解析【解析】选选B B。硅可与氧气在一定条件下发生反应。硅可与氧气在一定条件下发生反应, ,单质硅不能单质硅不能在空气中稳定存在在空气中稳定存在; ;硅可用作半导体材料硅可用作半导体材料;SiO;SiO2 2与与NaOHNaOH反应生成反应生成NaNa2 2SiOSiO

39、3 3和水和水,SiO,SiO2 2是酸性氧化物。是酸性氧化物。3.(3.(双选双选) )下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () )A.A.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体的主要成分相同石灰窑、玻璃熔炉出来的气体的主要成分相同B.B.用石灰抹墙和用水泥砌墙过程的硬化原理相同用石灰抹墙和用水泥砌墙过程的硬化原理相同C.C.玻璃、陶瓷、水泥容器均不能贮存氢氟酸玻璃、陶瓷、水泥容器均不能贮存氢氟酸D.D.任何酸均不能与酸性氧化物反应任何酸均不能与酸性氧化物反应【解析【解析】选选A A、C C。石灰窑中石灰窑中:CaCO:CaCO3 3 CaO+CO CaO+CO2 2,玻璃熔炉中玻璃熔炉中:SiO:Si

40、O2 2+Na+Na2 2COCO3 3 Na Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2,SiOSiO2 2+CaCO+CaCO3 3 CaSiO CaSiO3 3+CO+CO2 2,A,A选项正确。用石灰抹墙的反选项正确。用石灰抹墙的反应为应为Ca(OH)Ca(OH)2 2+CO+CO2 2=CaCO=CaCO3 3+H+H2 2O,O,因为生成难溶物质因为生成难溶物质CaCOCaCO3 3以以及水分的蒸发而变硬及水分的蒸发而变硬, ,水泥的硬化是水泥加水成浆后水泥的硬化是水泥加水成浆后, ,发生复杂发生复杂的物理、化学变化的物理、化学变化, ,经过一段时间凝固成块经过一段时间凝固成块

41、, ,最后变硬最后变硬, ,二者硬二者硬化原理不相同化原理不相同,B,B不正确。在水泥、玻璃、陶瓷中都有不正确。在水泥、玻璃、陶瓷中都有SiOSiO2 2, ,可可以发生以发生SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O,O,所以所以C C正确正确,D,D错误。错误。高温高温=高温高温=高温高温=4.4.下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.我国自主研发的我国自主研发的“龙芯龙芯1 1号号”CPUCPU芯片与光导纤维是同种材料芯片与光导纤维是同种材料B.B.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C.C.水晶项链和餐桌上的瓷

42、盘都是硅酸盐制品水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D.D.粗硅制备单晶硅涉及氧化还原反应粗硅制备单晶硅涉及氧化还原反应【解析【解析】选选D D。CPUCPU芯片材料为硅芯片材料为硅, ,光导纤维材料为光导纤维材料为SiOSiO2 2; ;工艺师工艺师用氢氟酸刻蚀玻璃用氢氟酸刻蚀玻璃,SiO,SiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O;O;水晶的主要成分水晶的主要成分为为SiOSiO2 2, ,不是硅酸盐制品不是硅酸盐制品; ;由粗硅制取单晶硅发生由粗硅制取单晶硅发生Si Si SiClSiCl4 4 Si, Si,它们均是氧化还原反应。它们均是氧化还原反应。2Cl

43、 2H 5.A5.A、B B、C C、D D、E E代表单质或化合物代表单质或化合物, ,它们之间的相互转换关系它们之间的相互转换关系如下图所示。如下图所示。A A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质, ,其其晶体结构与金刚石相似。晶体结构与金刚石相似。请填空请填空: :(1)(1)形成单质形成单质A A的原子的结构示意图为的原子的结构示意图为_。(2)B(2)B的化学式的化学式( (分子式分子式) )为为_,B_,B和碳反应生成和碳反应生成A A和和E E的化学方程式是的化学方程式是_。(3)C(3)C的化学式的化学式( (分子式分子式) )为为_,D

44、_,D的化学式的化学式( (分子分子式式) )为为_。【解析【解析】由由“A A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似其晶体结构与金刚石相似”，推知，推知A A为为SiSi，根据，根据B B A AE E，B CB C，B DB DH H2 2O O，不难推知，不难推知B B为为SiOSiO2 2，C C为为CaSiOCaSiO3 3，D D为为NaNa2 2SiOSiO3 3。答案答案: :(1)(1)(2)SiO(2)SiO2 2 SiOSiO2 22C Si2C Si2CO2CO(3)CaSiO(3)CaSiO3 3 Na Na2 2SiOSiO3 3C 碳高温 氧化钙高温 氢氧化钠高温高温=