含硅矿物与信息材料
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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。
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()。
《含硅矿物与信息材料》导学案一、学习目标1、了解硅在自然界中的存在形式,认识常见的含硅矿物。
2、掌握硅单质及其化合物的主要性质和用途。
3、理解二氧化硅的结构与性质,了解其在信息材料中的应用。
4、了解传统硅酸盐材料的性能和用途,认识新型无机非金属材料。
二、知识梳理(一)硅在自然界中的存在1、硅在地壳中的含量仅次于氧,居第二位。
2、硅是一种亲氧元素,在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。
(二)常见的含硅矿物1、硅石(SiO₂):有晶体和无定形两种形态。
石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅晶体。
2、黏土:其主要成分是复杂的铝硅酸盐。
(三)硅单质1、物理性质硅是带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大,有脆性。
2、化学性质(1)常温下,硅的化学性质不活泼,但能与氟气(F₂)、氢氟酸(HF)和强碱溶液反应。
Si + 2F₂= SiF₄Si + 4HF = SiF₄↑ + 2H₂↑Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃+ 2H₂↑(2)加热时,硅能与氧气、氯气等非金属单质反应。
Si + O₂ SiO₂Si + 2Cl₂ SiCl₄3、用途(1)硅是良好的半导体材料,用于制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。
(2)硅还可用于制造太阳能电池。
(四)二氧化硅(SiO₂)1、存在石英、沙子、水晶、玛瑙等中都含有二氧化硅。
2、结构二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按照 1∶2 的比例所组成的立体网状结构。
3、物理性质二氧化硅是一种坚硬难熔的固体,不溶于水。
4、化学性质(1)具有酸性氧化物的通性SiO₂+ 2NaOH = Na₂SiO₃+ H₂OSiO₂+ CaO CaSiO₃(2)特性SiO₂不与水反应,也不与一般的酸反应,但能与氢氟酸反应。
SiO₂+ 4HF = SiF₄↑ + 2H₂O5、用途(1)常用于制造光导纤维。
(2)石英可用于制作石英玻璃、石英钟表等。
(五)硅酸(H₂SiO₃)1、制备Na₂SiO₃+ 2HCl = 2NaCl + H₂SiO₃↓2、性质硅酸是一种白色胶状沉淀,不溶于水,酸性比碳酸弱。
含硅矿物与信息材料【教学背景】硅是带来人类文明的重要元素之一,硅及其化合物是元素化合物的重要基础知识。
本节内容不仅为形成化学的基本观念提供感性基础,也为了解化学与生活、化学与社会发展、化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。
【教学目标】知识与技能目标1.了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的存在与性质,认识硅及其化合物在生活实际中的重要应用。
2.要求学生查阅资料,学会通过查阅资料来获取知识的学习方法,培养对新旧知识进行归纳比较的逻辑思维能力,培养自主学习和创新能力。
过程与方法目标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.通过对硅酸盐工业产品的了解,使学生了解到硅酸盐矿物的应用与人类文明的发展的密切关系。
4.利用图片、模型、表格、视频、实物、实验及多媒体教学手段等,增强直观性和形象性。
情感态度与价值观目的1.从传统材料到信息材料的学习,激发学生学习兴趣,增强学生研究、探索、发现新材料的意识;体会“化学――人类进步的关键”这句话的思想内涵,增强学生学习化学的兴趣。
2.了解我国材料科学发展的成就、社会及科学技术的发展对新型材料的要求,激发学生爱国主义热情,提高社会责任感。
【教学重点、难点】重点:硅酸钠(sodium silicate)、单质硅(silicon)、二氧化硅(silica)的性质;硅酸盐(silicate)的氧化物形式的书写。
难点:单质硅(silicon)和二氧化硅(silica)的结构。
【课时安排】两课时第一课时:硅酸盐矿物、传统材料与信息材料的介绍。
第二课时:单质硅、二氧化硅的结构和性质及它们的用途。
【教法学法】(教学方法)探究式教学,多媒体教学法。
(学习方法)自主探究学习法,合作学习法。
采用“阅读理解→列表比较→分析讨论、交流→归纳总结→拓展研究”模式。
第三单元含硅矿物与信息材料一、硅酸盐1.用氧化物形式表示硅酸盐矿物:★★规律:活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水(原子个数守恒)练习:K(Al2Si3O10)(OH)2 硅酸钠:Na2SiO3 高岭石:Al2(Si2O5)(OH)42.硅酸钠性质:(1)可溶于水,水溶液俗称“水玻璃”,又名“泡花碱”(2)用途:建筑用黏合剂,防腐防火材料三、二氧化硅1. SiO2的存在:水晶、石英、玛瑙、沙子、硅藻土。
2.SiO2的化学性质:是氧化物。
(1).与碱反应思考:实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞?(2).与盐反应(工业制玻璃)(3).与碱性氧化物反应生成盐(4).与HF反应(用于雕刻玻璃)思考:氢氟酸在实验室应如何储存?3.SiO2的用途:二氧化硅是一种熔点,硬度的氧化物。
二氧化硅除可用于制作、外,还可用于制造。
四、硅1.硅的性质:硅晶体的熔、沸点都,硬度。
在常温下,性质稳定。
2.硅的提取(1)制粗硅(2)制SiCl4(3)得高纯硅3.硅的用途:是一种重要的,广泛应用于的各个领域。
1.构成地壳基本骨架的非金属元素的是A. Al B. O C. Si D. C ( )2.现有硅酸钠、石灰石、SiO2三种白色粉末,用一种试剂进行鉴别,这种试剂是( ) A.烧缄B.盐酸C.氢氟酸D.硝酸银溶液3.下列离子反应方程式书写不正确的是( )A.石灰石与盐酸反应:CO32-+2H+=H2O+CO2↑B.往硅酸钠水溶液中滴加稀盐酸:SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓C.二氧化硅与烧碱溶液反应:SiO2 +2OH- = SiO32-+H2OD.硅酸与烧碱溶液中和:H2SiO3+2OH- = SiO32-+2H2O4.NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中( )A.具有玻璃塞的细口瓶B.具有玻璃塞的广口瓶C.带滴管的滴瓶D.具有橡胶塞的细口瓶5.下列不属于传统硅酸盐产品的是A.玻璃 B.水泥 C.光导纤维 D.陶瓷( )6.下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成的是( )A.CO2→H2CO3B.SiO2→Na2SiO3C.Na2O2→Na2CO3D.SiO2→H2SiO37.下列说法中,错误的是( ) A.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸酸性比碳酸强B.氢氟酸能和玻璃反应,所以氢氟酸要存放在塑料瓶中C.水玻璃有粘性,所以要存放在带橡胶塞的试剂瓶中D.烧碱液能腐蚀玻璃,所以放在烧碱液的试剂瓶用橡胶塞8.盛放熔融氢氧化钠时应选用的器皿是( ) A.陶瓷坩埚B.石英坩埚C.普通玻璃坩埚D.生铁坩埚9.高岭土的组成可表示为Al2Si2O x(OH)y,其中x、y的数值分别是( ) A.7、2 B.5、4 C.6、3 D.3、610.在SiO2、CaCO3和CuO的混合物中,除去CaCO3和CuO粉末以获得较纯净的SiO2,所用的试剂是A.盐酸B.稀硫酸C.NaOH溶D.氢氟酸( )11.下列物质中不与二氧化硅反应的是A.硝酸B.氢氟酸C.烧碱D.生石灰( )12.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是13.二氧化硅属于酸性氧化物,理由是14.在SiO 2+3C SiC+2CO↑反应中,氧化剂和还原剂的质量比为15.A、B、C、D、E五种物质的关系如下:试回答:⑴写出A~E五种物质的化学式:A______,B______,C______,D______,E_______。
第二单元 含硅矿物与信息材料[考点分布]考点一 硅单质及其重要化合物的性质[学生用书P54]1.硅单质的存在形态、物理性质及用途(1)硅元素因有亲氧性,所以仅有化合态。
硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。
(2)单质的结构、物理性质与用途比较 结构晶体硅:与金刚石类似的空间网状结构 物理性质晶体硅为灰黑色固体,有金属光泽、硬度大、熔点高用途晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池2.硅单质的化学性质硅在参与化学反应时,一般表现还原性。
(1)与非金属单质反应⎩⎪⎨⎪⎧O 2:Si +O 2=====△SiO 2F 2:Si +2F 2===SiF 4Cl 2:Si +2Cl 2=====△SiCl 4(2)与氢氟酸反应:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑3.工业上制取硅单质第一步,用焦炭在电炉中将石英砂还原制得粗硅:SiO 2+2C=====高温Si +2CO↑。
第二步,粗硅与氯气在高温条件下反应生成SiCl 4:Si(粗)+2Cl 2=====高温SiCl 4。
第三步,用H 2还原SiCl 4:SiCl 4+2H 2=====高温Si(纯)+4HCl 。
4.二氧化硅的结构与性质 结构 立体网状结构,不存在单个分子 主要物理性质硬度大,熔、沸点高,常温下为固体,不溶于水 续 表主要化学性质(填化学方程式)与水反应不反应 与酸反应只与氢氟酸反应: SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O与碱反应 SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O (盛碱液的试剂瓶用橡胶塞) 与盐反应 如与Na 2CO 3反应:SiO 2+Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑与碱性氧化物反应如与CaO 反应:SiO 2+CaO=====高温CaSiO 3 用途光导纤维、光学仪器、电子部件5.硅酸和硅酸钠(1)硅酸(H 2SiO 3或H 4SiO 4)①硅酸不溶于水,其酸性比碳酸弱,硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。
高一化学必修1 专题三第三单元含硅矿物与信息材料苏教版【本讲教育信息】一、教学内容含硅矿物与信息材料二、考点清单1、了解地壳中硅元素的含量,知道硅元素在自然界中的主要存在形式2、了解硅酸盐工业及其产品3、了解硅及二氧化硅的重要性质及用途。
4、了解工业上高纯硅的制备方法三、全面突破知识点1:硅酸盐矿物与硅酸盐产品一)硅的存在:(1)在地壳中的含量仅次于氧,居于第二位;(2)在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅。
如SiO2、硅酸盐等;二)硅酸盐及其性质(1)硅酸盐组成的表示方法①盐化学式法如:硅酸钠:Na2SiO3、硅酸钙:CaSiO3,此法用于组成简单的硅酸盐。
②盐氧化物法将硅酸钠(Na2SiO3)改写为氧化物形式:(Na2O·SiO2),如将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)]改写为氧化物形式:(3MgO·4SiO2·H2O),将钠长石(NaAlSi3O8)改写为氧化物形式:2(Na2O·Al2O3·6SiO2)(2)硅酸盐的性质①在硅酸盐中,只有极少数的硅酸盐溶于水,Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种②Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”,粘稠状,有弱碱性,能粘结磨口玻璃瓶塞。
水玻璃可作粘合剂、防腐剂、耐火材料等。
③Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2,化学方程式:Na2SiO3 + CO2+ H2O = Na2CO3 + H2SiO3 ↓因此Na2SiO3溶液要密封保存。
三)硅酸盐产品1、传统的硅酸盐产品(1)水泥主要原料:石灰石、黏土(黏土的主要成分为铝的硅酸盐矿物)普通水泥的主要成分是:硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)等。
说明:水泥是一种非常重要的建筑材料,水泥最重要的性质就是水硬性,即跟水混合搅拌并静置后,很容易凝固变硬。