高中化學(xué) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第三單元 含硅礦物與信息材料課件 蘇教版必修1.ppt

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第三單元 含硅礦物與信息材料,【學(xué)考報(bào)告】,一、硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品,1.硅的存在,硅在地殼中的含量占第___位，硅主要以熔點(diǎn)很高的_________及________為主要存在形式。因此硅是以______態(tài)存在于自然界。,二,二氧化硅,硅酸鹽,化合,2.硅酸鹽的表示方法,(1)化學(xué)式法 組成較簡(jiǎn)單的硅酸鹽一般用化學(xué)式直接表示組成。如硅酸鈉________、硅酸鈣_______等。 (2)氧化物法 組成相對(duì)復(fù)雜的硅酸鹽通常用_________和___________等氧化物的組合形式來(lái)表示硅酸鹽，如硅酸鈉(Na2SiO3)寫成__________、石棉(CaMg3Si4O12)寫成________________、長(zhǎng)石(KAlSi3O8)寫成_______________，紅柱石(Al2SiO5)寫成___________。 高嶺石[Al2(Si2O5)(OH)4]寫成_________________ 鎂橄欖石(Mg2SiO4)寫成2MgO·SiO2。,Na2SiO3,CaSiO3,二氧化硅,金屬氧化物,Na2O·SiO2,CaO·3MgO·4SiO2,K2O·Al2O3·6SiO2,Al2O3·SiO2,Al2O3·2SiO2·2H2O,3.硅酸鈉的性質(zhì)及應(yīng)用,(1)物理性質(zhì)：白色固體，Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗稱________。 (2)化學(xué)性質(zhì)：與酸(如鹽酸、碳酸)反應(yīng)生成_____沉淀。 (3)用途：制造硅膠和木材防火劑的原料。,水玻璃,硅酸,4.硅酸鹽產(chǎn)品,黏土,純堿、石灰石、石英,黏土、石灰石,玻璃窯,水泥回轉(zhuǎn)窯,【思考探究】 1.有同學(xué)認(rèn)為“硅酸鹽可以寫成氧化物形式，所以硅酸鹽就是由氧化物組成的”，你同意這個(gè)觀點(diǎn)嗎？,提示 不同意；將硅酸鹽改寫成氧化物形式是為了便于分析硅酸鹽組成，而不能簡(jiǎn)單認(rèn)為硅酸鹽是由氧化物組成的，硅酸鹽的組成結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的。,2.硅酸鹽材料生產(chǎn)工藝有什么特點(diǎn)？,提示 硅酸鹽材料生產(chǎn)的特點(diǎn)：①用含硅的物質(zhì)作原料；②反應(yīng)條件是高溫；③反應(yīng)原理復(fù)雜，有復(fù)雜的物理、化學(xué)變化；④生成物是硅酸鹽。,【例1】 《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個(gè)謎，近年來(lái)科學(xué)家才得知大多數(shù)為硅酸鹽，如藍(lán)紫色為硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價(jià))，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說(shuō)法不正確的是( ),A.可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2 B.性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色 C.易溶解于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液 D.x等于6,解析 根據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和為零，所以有2＋2＋4×2＋(－2)×x＝0，所以x＝6，硅酸銅鋇的化學(xué)式為BaCuSi2O6，寫成氧化物形式為BaO·CuO·2SiO2，又因?yàn)楣杷猁}性質(zhì)穩(wěn)定，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 C,【訓(xùn)練1】 用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，其中不正確的是( ),A.鈣沸石CaAl2Si3O10·3H2O表示為CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O B.鎂橄欖石Mg2SiO4表示為2MgO·3SiO2 C.鉀長(zhǎng)石KAlSi3O8表示為K2O·Al2O3·6SiO2 D.高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4表示為Al2O3·2SiO2·2H2O 解析 Mg2SiO4應(yīng)表示為2MgO·SiO2，B錯(cuò)誤。 答案 B,二、SiO2與信息材料,(一)二氧化硅(SiO2) 1.SiO2的物理性質(zhì)及應(yīng)用,二氧化硅是一種熔沸點(diǎn)___、硬度___的氧化物，除可用于制作_________、___________外，還可用于制造__________。,光學(xué)鏡片,大,石英坩堝,高,光導(dǎo)纖維,2.SiO2的化學(xué)性質(zhì),(1)二氧化硅是一種酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性 ①二氧化硅在常溫時(shí)可以與堿溶液緩慢反應(yīng)生成鹽和水： ________________________________ ②二氧化硅在高溫下可與堿性氧化物反應(yīng)： ______________________,SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O,(2)二氧化硅的特性 ①SiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)。 ②二氧化硅在常溫下與氫氟酸反應(yīng)： __________________________ ③二氧化硅中的硅為＋4價(jià)，具有弱的氧化性： ________________________ 二氧化硅在高溫下可與鹽反應(yīng)： _________________________________ _______________________________,SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O,(二)單質(zhì)硅 1.硅的物理性質(zhì)和用途,硅單質(zhì)有________和_________兩種，硅晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很____，硬度也很____，晶體硅是一種重要的半導(dǎo)體材料。,晶體硅,無(wú)定形硅,高,大,2.硅的化學(xué)性質(zhì),(1)常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，只與氟單質(zhì)、氫氟酸、強(qiáng)堿(如NaOH溶液)發(fā)生反應(yīng)。其反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為： ①________________； ②________________________； ③___________________________________。 (2)加熱條件下和某些非金屬單質(zhì)(如O2、Cl2)發(fā)生反應(yīng)，其化學(xué)方程式為： ①_________________；② _________________ 。,Si＋2F2===SiF4,Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑,Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑,3.硅的制備,工業(yè)上用碳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。將粗硅在高溫下和氯氣反應(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。反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為： 粗硅的制備：_________________________。 精煉制高純硅：_________________，____________________。,【思考探究】 3.保存NaOH溶液時(shí)能使用玻璃塞嗎？為什么？,提示 不能。2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3有強(qiáng)黏性，使瓶塞黏在試劑瓶上，不易打開。,4.光能電池板的原料是什么？,提示 高純度的晶體硅。,5.硅精制的三個(gè)反應(yīng)中，硅元素總是被還原嗎？,提示 不是。硅與氯氣的反應(yīng)中，硅元素被氧化。,【例2】 下列關(guān)于二氧化硅的說(shuō)法中正確的是( ),A.二氧化硅溶于水顯酸性，所以二氧化硅屬于酸性氧化物 B.二氧化碳通入硅酸鈉溶液可以得到硅酸 C.因?yàn)楦邷貢r(shí)二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng) D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 解析 二氧化硅是酸性氧化物，但是它不溶于水，不能和水反應(yīng)生成硅酸，A項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅在高溫下與碳酸鈉的反應(yīng)不能用作判斷硅酸與碳酸酸性強(qiáng)弱的依據(jù)，判斷的依據(jù)是CO2通入Na2SiO3溶液中產(chǎn)生硅酸沉淀，得出H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3，C項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；二氧化硅可以與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,B,解析 (1)該反應(yīng)不是復(fù)分解反應(yīng)，且SiO2對(duì)應(yīng)的酸是H2SiO3，屬于弱酸，其酸性小于H2CO3酸性，故不屬于強(qiáng)酸制弱酸。該反應(yīng)之所以能發(fā)生是由于在加熱條件下能將揮發(fā)性的酸酐從其中代換出來(lái)。 (2)該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，SiO2作氧化劑，證明SiO2具有氧化性。 (3)玻璃中含有SiO2，能與HF發(fā)生反應(yīng)而使玻璃腐蝕。 答案 (1)B (2)C (3)A,【例3】 (加試題)硅被譽(yù)為無(wú)機(jī)非金屬材料的主角。有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來(lái)的石油”，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ),A.硅的含量居第二位，在地球上有豐富的單質(zhì)硅資源，如石英、水晶、碼瑙的主要成分都是單質(zhì)硅 B.硅相對(duì)于氫氣便于運(yùn)輸、貯存，從安全角度考慮，硅是有開發(fā)價(jià)值的燃料 C.存放NaOH溶液的試劑瓶應(yīng)用玻璃塞 D.硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，可用于制造電纜 答案 B,【訓(xùn)練3】 (加試題)下列關(guān)于硅及其化合物的敘述中正確的是( ),A.單質(zhì)硅性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下不會(huì)與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) B.實(shí)驗(yàn)室里熔化燒堿可用瓷坩堝 C.硅是光導(dǎo)纖維的主要原料 D.水玻璃可作黏合劑及耐火材料 答案 D,