《硅和硅酸盐工业》复习教案

硅和硅酸盐工业复习【大纲要求】碳族元素简介（B）;硅和二氧化硅(B); 硅酸盐工业(水泥、玻璃)简介（A）无机非金属材料（A）【知识结构】一、碳族元素1、碳族元素的名称、符号 2、原子结构相同点：原子最外层电子数均为 不同点： 、 及 从上到下依次增大 3、在周期表中的位置：第 族 位置特点：处于易得和易失电子的主族元素之间；既不 ， 也不 ，易形成共价化合物。4、元素单质化学性质的比较 非金属性逐渐 ，金属性逐渐 （碳是非金属；硅是非金属但貌似金属；锗的金属性强于非金属性； 锡、铅是金属。） 主要化合价： （铅 价稳定，其它 价稳定） 最高价氧化物的水化物酸性逐渐 气态氢化物稳定性依次 5、元素单质的物理性质比较熔沸点： ； 密度依次 （金刚石大于硅晶体）导电性： 6、碳和硅在自然界存在： 。巩固练习 1、第三周期中原子半径最大的金属元素是_；元素的最高价氧化物所对应的酸，酸性最强的是_(写化学式)；单质中熔点最高的是_，最低的是_。二、碳及其重要化合物1、同素异形体：金刚石 、石墨、无定形碳、C60等2、碳的物理性质金刚石：无 色 固 体、 熔沸点 、硬度 、导电性 。 石 墨： 灰黑色固体、熔沸点 、硬度 、 导电性 。 3、碳的化学性质（1） 稳定性：常温下 （2）还原性： 。4、碳的化合物性质（1） CO：物理性质： 色 味气体、比空气略轻、 溶于水、有毒化学性质： 还原性： 。（2） CO2： 物理性质： 化学性质： a、与水反应 b、与碱反应 c、与其它物质 实验室制法： 用途： （3） 碳酸：不稳定性： 弱酸性： （4）碳酸盐： 正盐：除K+、Na+、NH4+外均不溶， 与HCl、Ca(OH)2 、CO2+H2O反应酸式盐：NaHCO3 Ca(HCO3)2 均溶于水，与HCl、Ca(OH)2 、NaOH反应 碱式盐：Cu2(OH)2CO3 CO3 2-的检验 。 巩固练习 :1、元素A的原子核内质子数与中子数相等A2+核外电子排布与氩原子相同；元素B的核外共有6个电子，核内质子数与中子数也相等回答A元素在元素周期表位置是_周期，_族；B元素的原子结构简图为_A元素最高价氧化物的电子式为_，它是_晶体B元素最高价氧化物的电子式为_，它是_分子，固体时是_晶体，将此氧化物(气体)通入A元素最高氧化物对应水化物溶液中，可观察到_，反应的化学方程式为_，若继续通入过量气体，则可观察到_，化学方程式为_三、硅 1、硅的物理性质晶体硅： 色、有 光泽的固体； 熔沸点 、硬度 （与金刚石比较）； 溶于水；是 材料2、硅的化学性质 在常温下稳定，化学性质不活泼常温下与 F2反应： 常温下与 HF溶液反应：常温下与 NaOH溶液反应： 3、硅的工业制法： 该反应中，氧化剂是 ，还原剂是 。粗硅提纯： 4、硅的用途 巩固练习 1、硅元素在地壳中含量占第_位，仅次于_元素在单质硅中，每个硅原子通过_个_键与_个硅原子相结合常温下硅的化学性质_活泼，跟水、氧气和酸(除HF外)等均_作用在加热条件下，硅能与许多非金属反应，例如在高温下硅能燃烧，同时放出大量热，化学反应方程式为_四、二氧化硅1、分类： 2、物理性质： 3、化学性质： 与氢氟酸： 与强碱溶液： 与碱性氧化物： 与某些碳酸盐： 4、用途： 巩固练习 1、在二氧化硅晶体中，每个硅原子通过_个_键结合_个氧原子；每个氧原子通过_个_键结合(填极性键或非极性键)_个硅原子。五、硅酸1、用水玻璃制取的反应： 2、性质： 不稳定性： 弱酸性： 巩固练习 1、将盛放Na2SiO3溶液的容器敞口放置在空气中，溶液中会有_生成，反应方程式为_通过这个反应说明硅酸的酸性比碳酸_ _ 。六、硅酸盐1、表示方法：用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示。硅酸钠：Na2SiO3 高岭石： Al2(Si2O5)(OH)4 正长石：KAlSi3O8 2、常见的硅酸盐 Na2SiO3 ：易溶于水，其水溶液无色，俗称水玻璃。 粘土 ： 成份为硅酸盐，具有 性。 巩固练习 1、三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用 后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8nH2O改写成氧化物的形式为 ，它中和胃酸（HCl）的化学方程式是 。七、水泥 1、 原料： 2、主要设备： 3、反应原理： 4、主要成分： 5、反应条件： 6、种类： 7、特性： 石膏的作用： 八、陶瓷 1、特性：抗氧化性、抗酸碱腐蚀，耐高温、绝缘体 2、原料： 巩固练习 将土样和纯碱混匀，加热熔融，冷却后用水浸取熔块，过滤，弃去残渣，滤液用盐酸酸化，经过滤分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。:1、某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O32SiO22H2O并含少量CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)，其实验步骤如下：(1)写出熔融时主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱的反应相似) (2)最后的沉淀物是 ，生成该沉淀的离子方程式是 (3)实验室中常用瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚，本实验应选用的坩埚为 。九、玻璃 1、原料： 2、主要设备： 3、反应原理： 4、主要成分： 5、反应条件： 6、种类： 7、特性： 8、普通玻璃、特种玻璃的性质与用途比较表：种类 特性 用途普通玻璃 窗玻璃、玻璃瓶等石英玻璃 化学仪器、高压水银灯、紫外灯等的外壳 光学玻璃 眼镜片、照相机、显微镜、望远镜及凹凸透镜等 玻璃纤维 太空飞行员的衣服钢化玻璃 运动器材、汽车、火车窗玻璃有色玻璃 工艺品、窗玻璃 巩固练习 ，_:1、制造普通水泥的原料是_ _，制造普通玻璃的主要原料是_ _，它们在玻璃炉里发生的主要化学反应是 。在原料里，_用料较多，所以普通玻璃是_，_和_熔化在一起所得到的物质。_十、新型无机非金属材料 1、材料发展史可分三个阶段： （1）、使用天然材料（兽皮、石块、树木） （2）、使用金属材料（由天然矿石冶炼） （3）、使用新型材料（ 新型金属材料、新型陶瓷材料 、新型高分子材料 和纳米材料）2、 无机非金属材料的分类：（1）、传统非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料（2）、新型无机非金属材料：半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等3、新型无机非金属材料的特性及用途：特性 用途（1）耐高温、强度高 制汽轮机叶片、轴承、永久性模具等（2）具有电学特性 作绝缘体、半导体、导体、超导体等（3）具有光学特性 用于医疗、信息处理、通讯等（4）具有生物功能 用于人造牙齿、人造骨骼等4、新型陶瓷材料：（1）工程结构陶瓷： 高强度陶瓷氧化锆 高温陶瓷( Al2O3和Si3N4 ) 超硬材料( SiC和BN)（2）功能陶瓷材料： 敏感陶瓷：可分别称作热敏、温敏、光敏、压敏、气敏及离子敏感陶瓷。 超导陶瓷：超导是指金属或氧化物当它的温度降到某一温度值（临界温度T）时，其电阻突然消失为零( 如Ba2YCu3O7-x )。5、光导纤维：（1）、光导纤维的特点： （2）、光导纤维的应用 巩固练习 1、 氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300反应获得。根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是 （填序号）A、制气轮机叶片 B、制有色玻璃C、制永久性模具 D、制造柴油机写出氮原子的结构示意图 ，根据元素周期律知识，写出氮化硅的化学式 。氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其它无机酸反应。试推测 该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式 。现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为 。第5页 共5页