无机非金属材料(yong)

雅 礼 中 学 化 学 组 氧 48.6% 硅 26.3% 铝 7.73%铁 4.75%钙 3.45%钠 2.74%钾 2.47%镁 2.00%氢 0.16%其 他1.20% 硅 的 氧 化 物 和 硅 酸 盐 构 成 了 地 壳 中 大 部分 的 岩 石 、 沙 子 和 土 壤 ， 约 占 地 壳 质 量的 90%以 上 。 因 此 ， 硅 在 无 机 非 金 属 材料 中 扮 演 主 要 角 色 。 非 金 属 及 其 化 合 物无 机 非 金 属 材 料 主 角 -硅自 学 提 纲 1、 从 原 子 结 构 分 析 ， 硅 与 我 们 熟 悉 的 哪 种 元 素 原 子 结 构 最 相似 ？ 这 两 种 元 素 在 自 然 界 的 存 在 有 何 不 同 ？2、 什 么 是 硅 石 ？ 用 树 状 分 类 法 将 其 分 类 。3、 二 氧 化 硅 与 我 们 熟 悉 的 哪 种 物 质 空 间 结 构 相 似 ？4、 二 氧 化 硅 有 哪 些 主 要 的 物 理 和 化 学 性 质 ？5、 二 氧 化 硅 有 哪 些 主 要 用 途 ？6、 硅 酸 （ H 2SiO 3） 是 一 种 什 么 样 的 酸 ？ 实 验 室 如 何 制 备 硅 酸 ？7、 硅 酸 有 哪 些 用 途 ？8、 什 么 是 硅 酸 盐 ？ 有 何 性 质 ？9、 最 简 单 的 硅 酸 盐 是 什 么 ？ 是 否 溶 于 水 ？ 其 俗 名 是 什 么 ？有 何 用 途 ？10、 复 杂 的 硅 酸 盐 如 何 表 示 ？11、 陶 瓷 、 玻 璃 、 水 泥 都 是 传 统 的 硅 酸 盐 产 品 ， 制 备 的 原 料和 主 要 成 分 分 别 是 什 么 ？12 、 新 型 的 无 机 非 金 属 材 料 有 哪 些 ?13、 硅 单 质 有 晶 体 硅 和 无 定 形 硅 ， 晶 体 硅 有 哪 些 性 质 ？ 有 何 用 途 ？ 14、 工 业 上 如 何 制 备 单 质 硅 ？ 1、 从 原 子 结 构 分 析 ， 硅 与 我 们 熟 悉 的 哪 种 元 素 原 子 结构 最 相 似 ？ 这 两 种 元 素 在 自 然 界 的 存 在 有 何 不 同 ？+14 2 8 4 +6 2 4 碳 是 构 成 有 机 物 的 主要 元 素 。 在 地 壳 中 主要 形 成 石 灰 岩 和 碳 酸盐 等 矿 物 。 自 然 界 有游 离 态 的 碳 存 在 。硅 是 构 成 岩 石 与 许 多矿 物 的 基 本 元 素 。 硅是 一 种 亲 氧 元 素 ， 在自 然 界 总 是 与 氧 相 互化 合 。 主 要 以 高 熔 点的 氧 化 物 和 硅 酸 盐 形式 存 在 ， 无 游 离 态 。Si C 北 京 2008奥 运 会 奖 牌 “ 金 镶 玉 ” 沙 子 水 晶 玛 瑙 玻 璃 陶瓷 计 算 机 芯 片 光 导 纤 维 2、 什 么 是 硅 石 ？ 用 树 状 分 类 法 将 其 分 类 。天 然 SiO2 结 晶（ 石 英 ）无 定 形 （ 硅 藻 土 ）纯 净 无 色 透 明 的 SiO2晶 体 叫 做 水 晶具 有 彩 色 环 带 状 或 层状 的 叫 玛 瑙 Sio 共 价 键3、 二 氧 化 硅 与 我 们 熟 悉 的 哪 种 物 质 空 间 结 构 相 似 ？ 金 刚 石 SiO2晶 体 的 基 本 结 构 单 元 呈 形 ， 每 个 Si原 子周 围 结 合 个 O， 每 个 O原 子 跟 个 Si相 结 合 ， Si与 O原 子 按 的 比 例 组 成 的 晶 体 。四 面 体4 21： 2 立 体 网 状网 状 结 构 决 定 了 SiO2具 有 优 良 的 性 质 物 理 性 质 ： SiO2 溶 于 水 ， 熔 点 ， 硬 度 。 化 学 性 质(1)不 活 泼 性 ： 常 温 下 ， 与 水 不 反 应 ， 氢 氟 酸 是 惟 一 可 以 与之 反 应 的 酸 ， 化 学 方 程 式 ： . 玻 璃 中 含 SiO 2， 所 以 可 以 用 来 雕 刻 玻 璃 ，氢 氟 酸 不 能 用 瓶 盛 装 不很 高 很 大氢 氟 酸玻 璃4、 二 氧 化 硅 有 哪 些 主 要 的 物 理 和 化 学 性 质 ？SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O 雕 花 玻 璃 在 玻 璃 表 面 涂 上 一 层 石 蜡 在 石 蜡 上 雕 刻 出 花 纹 ， 向挖 空 部 分 加 少 量 氢 氟 酸 洗 掉 酸 并 去 掉 石 蜡 (2)具 有 性 氧 化 物 的 部 分 通 性 ： 与 烧 碱 溶 液 反 应 ： 与 生 石 灰 反 应 ： (3)弱 氧 化 性 ：酸 高 温 2C+SiO 2 2CO +SiSiO2+2NaOH =Na2SiO3+ H2OSiO2 + CaO = CaSiO3高 温 二 氧 化 硅 和 二 氧 化 碳 结 构 性 质 比 较物 质 二 氧 化 硅 二 氧 化 碳熔 点 、 沸 点 、硬 度 、 状 态 很 高 、 大 、 固 态 低 、 小 、 气 态 与 水与 氢 氟 酸与 碱 溶 液与 碱 性 氧 化物弱 氧 化 性 小 结 比 较 5、 二 氧 化 硅 有 哪 些 主 要 用 途 ？(2) 和 制 作 饰 物 和 工 艺 品 。(1)沙 子 是 基 本 的 材 料 。 (3) 是 现 代 光 学 和 光 纤 制 品 的基 本 原 料 。 二 氧 化 硅 的 用 途 -制 光 导 纤 维 光 纤 光 缆 普 通 电 缆 信 息 量 大 ,每 根 光 纤 理 论上 可 同 时 通 过 10亿 路 电话 8管 同 轴 电缆 每 条 通 话1800路 原 料 来 源 广 (石 英 玻 璃 ),节 约 有 色 金 属 资 源 较 少 质 量 小 ,每 公 里 27 g,不 怕腐 蚀 ,铺 设 方 便 每 公 里 1.6 t 成 本 低 ,每 公 里 1万 元 左 右 每 公 里 20万元 性 能 好 ,抗 电 磁 干 扰 保 密性 强 ,能 防 窃 听 ,不 发 生 电 辐 射 不 抗 电 磁 干扰 ， 发 生 电辐 射 医 生 正 在 用 光 导 纤 维 内 窥 镜 检 查 病 情 石 英 制 品 6、 硅 酸 （ H2SiO3） 是 一 种 什 么 样 的 酸 ？酸 性 比 碳 酸 弱 .7、 实 验 室 如 何 制 备 硅 酸 ？ 硅 酸 有 哪 些 用 途 ？由 于 SiO2不 溶 于 水 ， 所 以 硅 酸 是 通 过 可 溶 性 硅 酸盐 与 其 它 酸 反 应 制 得 的 。Na 2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶 体 )+2NaClH2SiO3=SiO2+H2O Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 +Na2CO3硅 酸 的 酸 性 比 碳 酸 弱 ， 碳 酸 酸 性 与 盐 酸 弱 ，请 你 设 计 一 个 实 验 论 证 它 们 酸 性 的 强 弱 。CaCO3+2HCl=H2O+CO2+CaCl2 硅 酸 浓 度 较 大 时 则 形 成 ； 硅 酸 凝 胶 干 燥 脱 水 硅 酸 干 凝 胶 ， 又 称 为 ，吸 附 水 分 能 力 强 ， 常 用 作 ， 也 用 作 的载 体 。 硅 胶硅 酸 凝 胶干 燥 剂 催 化 剂硅 酸 的 用 途 物 质 硅 酸 碳 酸化 学 式酸 酐 SiO 2 CO 2制 法颜 色 与 状态 白 色 、 固 体 无 纯 液 态 ， 只 存 在 于 水溶 液 中水 溶 性 不 溶 于 水 只 存 在 于 水 溶 液 中酸 性 比 较 硅 酸 、 碳 酸 的 对 比 小 结 比 较 8、 什 么 是 硅 酸 盐 ？ 有 何 性 质 ？9、 最 简 单 的 硅 酸 盐 是 什 么 ？ 是 否 溶 于 水 ？ 其俗 名 是 什 么 ？ 有 何 用 途 ？10、 复 杂 的 硅 酸 盐 如 何 表 示 ？11、 陶 瓷 、 玻 璃 、 水 泥 都 是 传 统 的 硅 酸 盐 产品 ， 制 备 的 原 料 和 主 要 成 分 分 别 是 什 么 ？12 、 新 型 的 无 机 非 金 属 材 料 有 哪 些 ?13、 硅 单 质 有 晶 体 硅 和 无 定 形 硅 ， 晶 体 硅 有哪 些 性 质 ？ 有 何 用 途 ？14、 工 业 上 如 何 制 备 单 质 硅 ？ 8、 什 么 是 硅 酸 盐 ？ 有 何 性 质 ？硅 酸 盐 是 由 硅 、 氧 和 金 属 组 成 的 化 合 物 的 总 称 。是 一 类 结 构 复 杂 的 固 态 物 质 ， 大 多 数 不 溶 于 水 ，化 学 性 质 很 稳 定 。9、 最 简 单 的 硅 酸 盐 是 什 么 ？ 是 否 溶 于 水 ？ 其 俗 名是 什 么 ？ 有 何 用 途 ？ 最 简 单 的 硅 酸 盐 是 Na2SiO3， 俗 名 泡 花 碱 ， 白 色 固体 ， 易 溶 于 水 ， 其 水 溶 液 俗 称 为 水 玻 璃 ,呈 碱 性 。 水 玻璃 是 无 色 粘 稠 的 液 体 ， 不 能 燃 烧 ， 不 易 被 腐 蚀 ， 热 稳定 性 强 。 可 用 作 肥 皂 填 料 ， 木 材 、 织 物 的 防 腐 剂 和 防火 剂 ， 建 筑 、 纸 张 的 黏 胶 剂 。 10、 复 杂 的 硅 酸 盐 如 何 表 示 ？用 二 氧 化 硅 和 金 属 氧 化 物 的 形 式 表 示 其 组 成拆 分 原 则 ：要 领 ： 两 边 原 子 个 数 守 恒格 式 ： 金 属 氧 化 物 、 二 氧 化 硅 、 水顺 序 ： 金 属 按 活 动 顺 序 表高 岭 石 Al2（ Si2O5） （ OH） 4Al2O3 2SiO22H2O 11、 陶 瓷 、 玻 璃 、 水 泥 都 是 传 统 的 硅 酸 盐 产 品 ， 制 备 的原 料 和 主 要 成 分 分 别 是 什 么 ？陶瓷（1）主要原料：黏土 Al2O32SiO22H2O（2）釉料金属及其化合物使陶瓷表面光滑，不渗水，具有丰富的色彩。（3）特性：抗氧化性，抗酸碱腐蚀，耐高温，易成形。 玻璃（1）含有Na2SIO3,CaSiO3和 SiO2 ， 主要成分是SiO2，玻璃态物质，没有 固定熔点（2）反应原料：石灰石，纯碱，石英（3）反应原理：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2高温CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 高温 水泥（1）原料：石灰石，黏土，石膏（2）主要成分硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3（3）水硬性，吸水性强 传 统 无 机 非 金 属 材 料 ： 陶 瓷 、 玻 璃 、 水 泥新 型 无 机 非 金 属 材 料 ：新 型 陶 瓷 高 温 结 构 陶 瓷 、 压 电 陶 瓷透 明 陶 瓷 、 超 导 陶 瓷 等 氧化铝透明陶瓷管氮化硅陶瓷 物 理 性 质 ：存 在 形 式 晶 体 硅无 定 形 硅硅单质硅 有 晶 体 硅 和 无 定 形 硅 两 种 。晶 体 硅 是 灰 黑 色 、 有 金 属 光泽 、 硬 而 脆 的 固 体 。晶 体 硅 的 结 构 类 似 于 金 刚 石 ， 熔 点 (1410)和 沸 点都 很 高 ， 硬 度 大 。导 电 性 介 于 导 体 和 绝 缘 体 之 间 。 在 高 温 条 件 下 ， 单 质 硅 能 与 O2和 Cl2等 非金 属 单 质 反 应 。 常 温 下 化 学 性 质 不 活 泼 ， 只 能 跟 F2、 HF和 NaOH溶 液 反 应 。Si 2F2 SiF4 Si 4HF SiF4 2H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2Si O2 SiO2硅单质的化学性质Si(粗 ) 2Cl2 SiCl4 加 热 工 业 上 ， 用焦 炭 在 高 温 下还 原 石 英 砂 可制 得 粗 硅 ， 又能 跟 氯 气 反 应经 提 纯 得 到 SiCl4后 再 用氢 气 还 原 制 得纯 硅 ： 硅 的 工 业 制 备硅单质SiCl4 2H 2 Si(纯 ) 4H Cl SiO 2 2C Si(粗 ) 2CO 高 温Si(粗 ) 2Cl2 SiCl4 加 热 硅 单 质 的 用 途 制 集 成 电 路 、 晶 体 管 、 硅 整 流 器 等 半 导 体 材 料 含 硅 4%的 钢 可 制 变 压 器 铁 芯 含 硅 15%的 钢 具 有 耐 酸 性 ， 制 耐 酸 设 备 硅 芯 片 ； 半 导 体 材 料 用 途 ： 太 阳 能 电 池 、 计算 机 芯 片 以 及 半 导 体 材料 信 息 技 术 等 材 料 和 人造 卫 星 、 登 月 车 、 火 星探 测 器 等 动 力 设 备 新 能源 。 硅太阳能电池硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心途用质单硅 小 结Si SiO2 Na2SiO3SiF4 H2SiO3 作 业 ：上 网 查 阅 有 关 硅 及 其 化 合 物 的 用 途 ， 了 解 新 型 的无 机 非 金 属 材 料 有 关 知 识 。 3.下 列 物 质 中 能 与 SiO2起 化 学 反 应 的 是 （ ） 浓 H2SO4 H2O 盐 酸 HF KOH溶 液 氧 化 钙A. B. C. D. 2.下 列 溶 液 中 ， 能 用 带 磨 口 玻 璃 塞 的 试 剂 瓶 盛 放 的 是 ( ) A.浓 H2SO4 B.水 玻 璃 C.氢 氟 酸 D.苛 性 钾 溶 液4.要 除 去 SiO2中 混 有 的 少 量 CaO杂 质 ， 最 适 宜 的 试 剂 是 （ ） A.纯 碱 溶 液 B.盐 酸 C.硫 酸 D.苛 性 钠 溶 液1.下 列 物 质 中 ,主 要 成 分 不 是 SiO2的 是 （ ） A.金 刚 砂 B.玛 瑙 C.水 晶 D.石 英 测 试 反 馈 ： A A C B. 6、 CO2通 入 下 列 各 溶 液 中 ， 不 会 产 生 难 溶 物 的 是 （ ） A、 水 玻 璃 B、 石 灰 水 C、 饱 和 Na2CO3 D、 CaCl25.在 无 色 的 强 酸 性 溶 液 中 ， 能 大 量 共 存 的 是 ( )A.Na+、 Al3+、 NO3 、 Cl B.K+、 Na+、 Cl 、 SiO32C.Fe2+、 K+、 SO42 、 Cl D.Na+、 HCO3 、 K+、 NO3 A D 7、 盛 NaOH溶 液 的 试 剂 瓶 用 橡 胶 塞 而 不 用 玻 璃 塞 的 原 因 ：（ 1） （ 2） 。 8、 A是 一 种 天 然 透 明 晶 体 ， B是 一 种 常 见 的 无色 无 味 的 气 体 ， 可 使 澄 清 石 灰 水 变 浑 浊 。 A虽 不能 溶 于 强 酸 ， 但 却 能 溶 于 氢 氟 酸 ， 并 生 成 气 体 C，A和 烧 碱 溶 液 反 应 生 成 D的 水 溶 液 ，当 气 体 B通 入 D的 水 溶 液 中 ， 能 生 成 白 色 胶 状 沉淀 E， E加 热 后 重 新 生 成 A。（ 1） 写 出 化 学 式 A 、 B 、 C 、 D 、 E 。（ 2） 写 出 有 关 反 应 的 化 学 方 程 式 。 ABD C10.下 列 物 质 中 属 于 纯 净 物 的 是 ( ) A.Na2CO3 10H2O B.水 泥 C.纯 净 的 盐 酸 D.普 通 玻 璃 11.下 列 叙 述 正 确 的 是 ( ) A.酸 均 不 能 与 酸 性 氧 化 物 反 应 B.玻 璃 、 陶 瓷 、 水 泥 容 器 都 不 能 贮 存 氢 氟 酸 C.石 灰 抹 墙 、 水 泥 砌 墙 过 程 的 硬 化 原 理 相 同 D.石 灰 窑 、 玻 璃 熔 炉 出 来 的 气 体 主 要 成 分 相 同12.下 列 物 质 有 固 定 熔 点 的 是 （ ） A.水 泥 B.玻 璃 C.Na 2O SiO2 D.水 玻 璃 实 验 室 有 六 种 试 剂 ， 根 据它 们 各 自 的 性 质 ， 必 须 选 择 适当 的 试 剂 瓶 盛 放 ， 请 在 对 应 的各 种 试 剂 瓶 和 所 装 试 剂 之 间 进行 连 线 。 试 剂二 氧 化 硅氢 氧 化 钠 溶 液硝 酸 银 晶 体 氢 氟 酸浓 硫 酸 氯 水 试 剂 瓶细 口 磨 口 塞广 口 瓶棕 色 细 口 磨 口 塞细 口 橡 皮 塞棕 色 广 口 瓶细 口 塑 料 瓶