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含硅矿物与信息材料班级：学号：姓名：一、选择题1．Al2O3·2SiO2·2H2O是一种（）A、混合物B、含氧酸C、硅酸盐D、铝酸盐2、在自然界里，硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是（）A、晶体硅B、二氧化硅C、硅酸D、硅酸盐3、不能用磨砂塞的试剂瓶贮存的试剂是（）A、盐酸B、硅酸钠溶液C、浓硫酸D、氢氟酸4、下列有关物质的用途（括号内为用途），错误的是（）A、硅（半导体材料）B、二氧化硅（制光导材料）C、水玻璃（黏合剂）D、硅酸（作耐火材料）5、下列说法正确的是（）A、二氧化硅既溶于强碱溶液，又能与氢氟酸反应，所以它是两性氧化物B、因为玻璃中含有SiO2，故玻璃试剂瓶不能盛放碱液C、因为SiO2和CaCO3固体混合，在高温下反应能产生CO2气体，说明碳酸的酸性比硅酸弱D、硅酸不稳定，所以自然界不存在硅酸6、江苏东海盛产水晶，且以量大质优闻名全国。
下列说法中，不正确的是（）A、水晶与普通石英砂的主要成分相同B、水晶是黑色坚硬且熔点很高的固体C、水晶在一定的条件下既能被强碱腐蚀，又能被氢氟酸腐蚀D、水晶可以用来制作工艺品和光学仪器7、属于硅酸材料的是（）①水泥②玻璃③陶瓷④水晶A、①②③B、②③④C、①③④D、①②④8、下列说法正确的是（）A、二氧化硅溶于水显酸性B、二氧化碳通入水玻璃可得到硅酸C、已知高温时有CaCO3+ SiO2===CaSiO3+CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强D、因为二氧化硅属于酸性氧化物，所以它不溶于任何酸9、下列物质久置空气中（不考虑水分蒸发或吸收空气中的水分）变质，其能析出固体，加入盐酸时固体不溶解的是（） A、澄清石灰水 B、水玻璃 C、氢硫酸 D、氯化钙溶液10、将23g石英与60g石灰石在高温下反应，产生的气体在标况下的体积为（）A、5.6LB、11.2LC、13.44LD、6.72L11、工业上制造金刚砂（SiC）的化学方程式如下：SiO2+3C===SiC+2CO.在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是（）A、1: 2B、2：1C、1：1D、3：512、下列变化中，不可能通过一步反应实现的是（）A、SiO2------NaSiO3B、SiO2------H2SiO3C、SiO2-----Si D、Si-----SiCl413、取2.8g某元素的单质X，在一定条件下与O2充分反应，得到6g化合物XO2。
第二单元含硅矿物与信息材料[学习目标定位]1。
知道硅在自然界的存在形式和硅酸盐产品的重要应用，会用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的组成.2.知道硅及其重要化合物二氧化硅的性质及其应用。
一、硅酸盐1．硅元素的存在形式2．硅酸盐的组成与性质用氧化物形式表示硅酸盐的组成（1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。
(2)氧化物之间以“·”隔开。
(3)在氧化物前面按化学式中的比例添加数字。
(4)若出现分数时应化为整数.3．最简单的硅酸盐4．三种常见的硅酸盐产品产品原料主要设备主要成分水泥石灰石、黏土水泥回转窑3CaO·SiO2，2CaO·SiO2,3CaO·Al2O3玻璃纯碱、石灰石、石英砂玻璃窑Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土硅酸盐例1下列叙述正确的是（)A．硅酸钠是硅酸盐，但不能溶于水B．电影银幕用水玻璃浸泡,主要是为了防腐C．建筑工业常用水玻璃作黏合剂D．用水玻璃浸泡铁道的木制枕木，主要是为了防火答案C解析Na2SiO3既是硅酸盐，又是钠盐，硅酸盐大多难溶于水，而钠盐均易溶于水;浸泡银幕主要是为了防火，而浸泡枕木主要是为了防腐；水玻璃有黏合作用,常作黏合剂。
【考点】硅酸盐【题点】硅酸盐的性质及应用例2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［CaAl2Si3O10·3H2O]表示为Al2O3·CaO·3SiO2·3H2O B．镁橄榄石（Mg2SiO4)表示为MgO·错误!SiO2C．钾云母（K2Al6Si6H4O24）表示为K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2 D．滑石（Mg3H2Si4O12）表示为3MgO·4SiO2·H2O答案D解析根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A中Al2O3和CaO 的排列顺序有误；B中化学计量数出现了分数；C中正确的写法应为K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O;D的写法符合要求。
第三单元 含硅矿物与信息材料1．硅元素在地壳中的含量居第2位，仅次于氧。
2．在冶铁工业中，生成炉渣的主要成分为CaSiO 3，相关反应为：CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑，CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3。
一、硅酸盐1．表示方法——氧化物法2.(1)物理性质：可溶于水，其水溶液称“水玻璃”。
(2)化学性质： ①与盐酸反应：Na 2SiO 3＋2HCl===H 2SiO 3＋2NaCl 。
②与H 2CO 3反应：Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3＋Na 2CO 3。
3．用途Na 2SiO 3溶液在建筑行业常用做黏合剂，经Na 2SiO 3溶液浸泡过的产品既耐腐蚀又不易着火。
二、硅酸盐产品三、二氧化硅与信息材料 1．二氧化硅 (1)物理性质：熔、沸点高，硬度大，不溶于水。
(2)化学性质： ①酸性氧化物的通性： 与NaOH 溶液反应：2NaOH ＋SiO 2===Na 2SiO 3＋H 2O 。
与碱性氧化物(CaO)反应：CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3。
②特性：与氢氟酸反应SiO 2＋4HF===SiF 4＋2H 2O 。
(3)用途：制作光学镜片，石英坩埚，还可用于制作光导纤维。
2．硅 (1)物理性质：熔、沸点都很高，硬度大，导电性介于导体和绝缘体之间。
(2)化学性质：①常温下，性质稳定，与O 2、Cl 2、HNO 3、H 2SO 4都很难发生反应。
(3)工业制法：SiO 2――→C 高温Si(粗)――→Cl 2高温SiCl 4――→H 2高温Si(纯) 反应的化学方程式依次为：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ， Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4，SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl 。
(4)用途：硅用作半导体材料，制造集成电路。
1．光能电池板的原料是什么？答案：高纯度的晶体硅。
1-3-3含硅矿物与信息材料(时间：45分钟分值：100分)基础巩固一、选择题1．下列有关新材料的说法正确的是()A．新材料包括新型无机非金属材料和功能有机高分子材料B．制作光导纤维的材料是单晶硅C．美国国家实验室制备的类似于二氧化硅结构的二氧化碳原子晶体与干冰属于同分异构体D．有机高分子材料全部是通过加聚反应或缩聚反应合成的[解析]选项A中新材料包括了新型无机非金属材料和功能有机高分子材料，正确；选项B中制作光导纤维的材料应是二氧化硅，不是单晶硅，不正确；C选项中二氧化碳原子晶体与二氧化碳分子晶体的晶体类型不同，原子晶体中不存在分子，不互为同分异构体；D 选项中有机高分子材料分为天然有机高分子材料和合成有机高分子材料，所以说全部是通过加聚反应或缩聚反应合成是不正确的，故本题只有选项A正确。
[答案]A2．(2010·福建理综，9)下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是()[解析]本题考查了元素化合物的性质及转化关系。
碳酸氢钠不能一步反应得到金属钠，A 选项错误；氢氧化铜也不能一步反应得到铜，B 选项错误；碳不完全燃烧得到一氧化碳，一氧化碳燃烧得到二氧化碳，二氧化碳与镁反应得到碳，C 选项正确；硅酸不能一步反应得到硅，D 选项错误。
[答案]C3．能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是( )A ．CO 2溶于水生成碳酸，SiO 2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸B ．在高温条件下，SiO 2和Na 2CO 3能发生反应：SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑C ．SiO 2的熔点比CO 2的高D ．CO 2通入Na 2SiO 3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H 2SiO 3逐渐聚合形成硅酸溶胶[解析]D 项中是较强的酸与较弱酸的盐溶液反应生成较强酸的盐和较弱酸的复分解反应；B 项是酸性氧化物与盐反应，而不是酸与盐反应，并且它是在高温下进行的熔融反应，由于CO 2逸出才使得反应持续进行。
考点规范练15含硅矿物与信息材料一、选择题1.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”,这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。
下列有关硅的说法中,不正确的是()。
A.高纯度的硅广泛用于制造计算机芯片B.硅可由二氧化硅还原制得C.低温时,硅与水、空气和酸不反应,但能与氢氟酸反应D.自然界中硅的储量丰富,自然界中存在大量的单质硅2.下列说法正确的是()。
A.陶瓷、玻璃、水晶、玛瑙的主要成分都是硅酸盐B.SiO2和CO2都是酸性氧化物,不能与酸反应C.氢氟酸不能存放在带有橡皮塞的玻璃瓶中D.将SO2气体依次通过NaHCO3溶液、硅酸钠溶液可以证明酸性强弱顺序:H2SO4>H2CO3>H2SiO33.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、高质量的通信服务。
光纤通信所使用的光缆,其主要部件为光导纤维。
下列说法正确的是()。
①制造光导纤维的主要原料是CaCO3;②制造光导纤维的主要原料是SiO2;③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射;④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射A.①④B.②③C.①③D.②④4.(2021山东临沂涑河实验学校月考)下列有关硅的说法不正确的是()。
A.常温下,硅的化学性质稳定,所以自然界中的硅大部分以游离态的形式存在B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料C.工业上常用焦炭还原石英砂制备粗硅D.高纯度的硅可以制作计算机、通信设备、家用电器等各类芯片5.下列叙述正确的是()。
①Al2O3是一种比较好的耐火材料,可用来制造耐火坩埚;②Fe3O4常用作红色油漆和涂料的原料;③Na2SiO3是制备硅胶和木材防火剂的原料;④石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成分是SiO2;⑤Na2O2可用作供氧剂;⑥Cl2、ClO2均可用于自来水消毒。
A.②③④⑤B.①③⑤⑥C.①②④⑥D.①②③⑤6.(2021浙江湖州华盛高级中学月考)下列说法不正确的是()。
一、单项选择题1．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()选项材料主要化学成分A 刚玉、金刚石三氧化二铝B 大理石、石灰石碳酸钙C 普通水泥、普通玻璃硅酸盐D 沙子、石英二氧化硅解析：选A。
都是碳酸钙；普通玻璃和普通水泥都是常见的硅酸盐材料；沙子和石英的主要成分都是二氧化硅。
2．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。
下列说法错误的是()A．沙子和粘土的主要成分为硅酸盐B．“燃薪举火”使粘土发生了复杂的物理化学变化C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦D．粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料解析：选A。
沙子的主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，A项错误。
粘土烧制成瓦的过程中发生了复杂的物理化学变化，B项正确。
由“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”可知，C项正确。
粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，D项正确。
3．(新题预测)平昌冬奥会“北京8分钟”，主创团队用石墨烯制作了20 ℃能发热4 h 的智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35 m、重量仅为10 kg的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。
下列说法中，不正确的是()A．石墨烯是能导热的金属材料B．铝合金是密度较低的金属材料C．碳纤维是耐低温的无机非金属材料D．新型材料种类多、用途广解析：选A。
石墨烯为非金属材料，A错误。
4．昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为()A．CaO·MgO·SiO2·H2OB．2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC．2CaO·MgO·SiO2·2H2OD．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O解析：选B。
根据硅酸盐改写成氧化物的要求和元素守恒，昆仑玉的氧化物形式可表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。
课时作业10 含硅矿物与信息材料时间：45分钟 满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．(2011·浙江五校联考)信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。
下列有关资讯错误的是( )A ．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源B ．中、美、日等国已掌握的陶瓷发动机技术，能较大程度地降低能耗，节约能源C ．光导纤维在信息产业中应用广泛，制造光导纤维的主要材料是单质硅D ．结构陶瓷碳化硼(B 4C 3)常用于制造切削工具，它是一种新型无机非金属材料，属于原子晶体解析：制造光导纤维的主要材料是二氧化硅，不是单质硅，故选项C 错误。
答案：C2．我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，确定对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测等。
月球的矿产资源极为丰富，仅月面表层5 cm 厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi 2O 6]、斜长石[KAlSi 2O 8]和橄榄石[(Mg ，Fe)2SiO 4]等，下列说法或分析不正确．．．的是( ) A ．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B ．斜长石的氧化物形式可表示为：K 2O·Al 2O 3·6SiO 2C ．橄榄石中铁为＋2价D ．月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱解析：A 项，根据矿物的化学式可知辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿；B 项，根据各元素的化合价不变将斜长石改写为氧化物形式为K 2O·Al 2O 3·6SiO 2；C 项，根据化合价之和为零可以计算出橄榄石中铁为＋2价；D 项，月球上有游离态铁是因为月球上没有氧化剂。
答案：D3．用石英砂制取并获得高纯硅的主要化学反应如下：①SiO 2＋2C=====高温Si(粗)＋2CO ↑②Si(粗)＋2Cl 2=====加热SiCl 4③SiCl 4＋2H 2=====高温Si(纯)＋4HCl关于上述反应的分析不正确．．．的是( ) A ．①、③是置换反应，②是化合反应B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C．任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子D．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅解析：A项，由置换、化合反应的定义可知①、③是置换反应，②是化合反应；B项，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，所以焦炭与氢气的还原性均强于硅；C项，以上三个反应中硅均为＋4价和0价之间的转化，故每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子；D 项，上述三个反应应遵循一定的顺序发生。
含硅矿物和信息材料
【学习目标】
知识技能：
1、了解硅在自然界中的存在形式，了解硅及其化合物（一二氧化硅为例）的重要性质，知道水泥、陶瓷、玻璃三大硅酸盐产品
2、了解工业上高纯硅的制备方法，光导纤维的组成和作用
3、学会用氧化物表示复杂的硅酸盐
过程与方法
1、通过对自然界中存在的含硅化合物的学习，使学生了解硅元素在自然界的存在形式及硅酸盐的结构复杂性
2、通过探究性实验掌握硅酸钠的有关知识，学会将硅酸盐的化学式书写氧化物的形式的方法和技巧
3、利用图片、模型、表格、视频、实物、实验及多媒体教学手段，增强直观性形象性
情感态度价值观：
了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用及其与人类文明发展的关系。
激发学生研究、开发新材料的意识。
【教学重点】硅酸钠、单质硅、二氧化硅的性质；硅酸盐的氧化物形式的书写
【教学难点】C,Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用
【教学流程】
引入：
同学们知道的跟硅有关的物质
硅的存在形式
在地壳中含量为第二位，仅次于氧。
在自然界中无游离态的硅，常见的有二氧化硅，硅酸盐等，他们广泛存在于各种矿物和岩石中。
硅是构成矿物和岩石的主要成分。
一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品
1、常见的硅酸盐产品：古代的陶瓷，砖瓦，现代的玻璃，水泥等。
2、形形色色的硅酸盐
（1）常见的硅酸盐矿物有锆石，红柱石，钙铝石榴子石，镁橄榄石等。
（2）硅酸盐种类多，结构复杂，其表示方法有两种：
①盐化学式法：如：硅酸钠，硅酸钙等，此法一般用于组成比
较简单的硅酸盐。
②盐氧化物表示法：
锆石（ZrSiO4）盐氧化物表示为：
红柱石（Al2SiO5），盐氧化物表示为：
钙铝石榴子石（Ca3Al2Si3O12），盐氧化物表示为：
镁橄榄石（Mg2SiO4），盐氧化物表示为：
正长石（KAlSi3O8），盐氧化物表示为：
青石棉（Na2Fe5Si8H2O24），盐氧化物表示为：
【注意】
3、硅酸盐的性质
（1）一般的硅酸盐热稳定性很高，难溶于水，易与酸反应。
常见的易溶于水的硅酸盐主要有：硅酸钠，硅酸钾。
（2）硅酸钠的性质
I、硅酸钠俗称“泡花碱”，其水溶液又叫水玻璃，是建筑行业经常使用的一种黏合剂，也就是一种矿物胶。
还可用作木材，织物的防腐剂，防火剂，也可用于肥皂填料。
II、化学性质：
4、硅酸盐工业产品
常见的硅酸盐工业产品有水泥，陶瓷，玻璃。
（1）水泥
①主要原料：
②反应条件：
③主要设备：
④反应原理：
⑤主要成分：硅酸三钙（3CaO·SiO2）,硅酸二钙（2CaO·SiO2），铝酸三钙（3CaO·Al2O3）
⑥主要性质：水泥具有水硬性；易被酸腐蚀。
在制作水泥过程中加入石膏，加入石膏的作用：
⑦水泥，沙子和水的混合物叫水泥沙浆，水泥，沙子和碎石的混合物叫混凝土。
混凝土常用钢筋做结构成为钢筋混凝土。
（2）陶瓷
陶瓷是陶器和瓷器的总称。
陶瓷是以粘土为原料，经过与水混合，成型，干燥，烧结而发生复杂的物理化学变化，冷却即得到陶瓷。
陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料。
（3）玻璃
①主要原料：
②反应条件：
③主要设备：
④反应原理：
⑤普通玻璃的组成：Na2O·CaO·6SiO2
⑥主要性质：无固定熔点；粗糙玻璃易于强碱反应，常温下玻璃易于HF反应：
⑦种类：普通玻璃，有色玻璃（加入Co2O3呈蓝色，加入Cu2O呈红色）；石英玻璃；光学玻璃；玻璃纤维；钢化玻璃，防弹玻璃等。
【拓展视野】分子筛的介绍（书上P80页）
二、二氧化硅
1、学生自学有关二氧化硅的性质
2、总结有关化学性质
①酸性氧化物的性质：
②特性（与HF）反应：
③与盐的反应（玻璃工业）：
④弱氧化性：（与C反应）：
2、二氧化硅的用途
①熔沸点高（1710℃），硬度大
②导光能力强
3、二氧化硅的存在
二氧化硅有结晶形和无定形两种。
天然的二氧化硅称硅石。
如：石英，水晶，玛瑙，沙子中也含有小粒的SiO2晶体。
硅藻土含有无定形二氧化硅，它的表面积大，吸附能力很强，可作吸附剂和催化剂的载体以及保温材料。
纯净的二氧化硅晶体呈无色
二、信息材料（硅）
1、硅的制备与提纯（自学书上内容）
【问题1】第一个方程式的意义
【类比】Na+KCl=NaCl+K
KCl 熔点（770℃），NaCl 熔点（801℃）
K沸点（759℃），Na沸点（883℃），
【问题2】粗硅的成分
有关信息的补充：
物质名称熔点沸点
硅
1414 2900
1723 2230
二氧化硅
碳3500 4827
碳化硅> 2700 > 3500
四氯化硅—70 57.6
【关于四氯化硅】高纯四氯化硅为无色透明液体，无毒，常温常压下密度1.48，熔点-70℃，沸点57.6℃，在潮湿空气中水解而成硅酸和氯化氢。
【问题3】粗硅提纯用氯气处理的原理，反应的氯气如何制取？
【例题】单晶硅是信息产业中重要的基础材料。
通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450~500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：①四氯化硅遇水极易水解；
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
③有关物质的物理常数见下表：
物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5
沸点/℃57.7 12.8 —315 —
熔点/℃－70.0 －107.2 ———升华温度/℃——180 300 162
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式
__________________________________________。
（2）装置A中g管的作用是______________；装置C中的试剂是____________；
装置E中的h瓶需要冷却的理由是__________________________________。
（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是_____________（填写元素符号）。
（4）装置F的作用
2、硅的性质与用途
①物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，熔沸点高，硬度大，良好的半导体材料。
②硅的原子结构：硅原子最外层上有4个电子，在反应中得失电子都很难，故化学性质稳定。
自然界中无单质硅
③硅的化学性质
Ⅰ、常温下，单质硅比较稳定，与氧气，氯气，硝酸，硫酸等很难反应。
但与氟气，氟化氢和强碱反应
Ⅱ、加热条件下与氧气，氯气，碳等反应。
④晶体硅的用途：用来制作半导体器件，制成太阳能电池，电脑芯片等。
二氧化碳二氧化硅
坚硬难熔的固体，不溶于水
物理性质熔沸点低，常温下是气体，微溶
于水
与C反应CO2 + C ==（高温）2CO SiO
+2C =(高温) Si+2CO
2
与水反应可逆反应生成碳酸不反应
与酸反应不反应SiO2+4HF===SiF4 + 2H2O
与氢氧化钠
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 溶液反应
与CaO反应CO2+CaO==(高温) CaCO3SiO2+CaO==(高温) CaSiO3。
