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第2课时 硅酸盐和硅,自主阅读,自主检测,一、硅酸盐 1.定义 硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。 2.硅酸盐的性质 硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质,大多不溶于水,化学性质很稳定。 3.硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。 例如:Na2SiO3:Na2OSiO2; 长石KAlSi3O8:K2OAl2O36SiO2。 4.最常见的硅酸盐Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,能制备硅胶和木材防火剂。,自主阅读,自主检测,5.三种常见的硅酸盐产品,自主阅读,自主检测,6.其他几种含硅的物质,自主阅读,自主检测,二、硅单质 1.种类 单质硅有晶体和无定形两类。 2.结构 晶体硅的结构与金刚石相似。 3.性质 (1)物理性质: (2)化学性质:在常温下化学性质不活泼,但能与氢氟酸、强碱等发生反应。,自主阅读,自主检测,4.用途 (1)半导体材料,如硅芯片等。 (2)新型能源,如光电池等。,自主阅读,自主检测,1.下列物质中属于硅酸盐材料的是( ) 水泥 玻璃 陶瓷 水晶 A. B. C. D. 答案:D,自主阅读,自主检测,2.下列关于硅的说法中,不正确的是( ) A.硅是非金属元素,它的晶体单质是灰黑色有金属光泽的固体 B.单质硅和金刚石结构相似,但比金刚石硬度小,熔点低 C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应 D.加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应 解析:硅虽然外形像金属(有金属光泽),但实际上属于非金属;硅原子与碳原子最外层电子数相同,晶体结构相似,但硅晶体比金刚石的硬度小,熔点低;硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下),但常温下仍能与氟气、氢氟酸和NaOH溶液等发生反应,加热至一定温度时,硅还能与氯气、氧气等非金属发生反应。 答案:C,情境导入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,硅酸盐的组成和性质 常见的硅酸盐矿物 讨论探究 (1)硅酸盐可写成二氧化硅和金属氧化物的形式,是否可理解成硅酸盐是二氧化硅和金属氧化物的混合物? (2)请结合硅酸盐的性质,分析在实验室里如何保存Na2SiO3溶液?如果敞口放置一段时间,溶液会出现什么现象?,情境导入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,探究提示:(1)不可以。硅酸盐结构复杂,只是用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示,并不是它们的混合物。 (2)由于Na2SiO3溶液能与空气中的CO2反应而变质,故Na2SiO3要密封保存,并放在带橡胶塞的玻璃瓶中。化学方程式为Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3(胶体),所以,敞口放置的Na2SiO3溶液会出现白色胶状沉淀。,情境导入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,硅酸盐的氧化物形式的改写 硅酸盐由于组成比较复杂,通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成,改写时的规律为: 例如:钠长石NaAlSi3O8不能写成 Na2O Al2O33SiO2,应写成Na2OAl2O36SiO2。,情境导入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,例题长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土Al2Si2O5(OH)4的离子方程式为: (1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式。 KAlSi3O8 ; Al2Si2O5(OH)4 ; (2)上述反应能够发生的原因是 。,情境导入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,解析:(1)将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时,只需将除O以外所有的元素写出其常见氧化物,并用“”将它们合并起来,但需注意各种原子个数比符合原来的组成。在某种(或几种)氧化物前加合适的化学计量数。 KAlSi3O8:K2OAl2O36SiO2; Al2Si2O5(OH)4:Al2O32SiO22H2O。 (2)分析反应前后物质的种类,可知属于酸与盐发生的复分解反应,是由于酸性:H2CO3H2SiO3,发生了较强的酸制取较弱的酸的反应。 答案:(1)K2OAl2O36SiO2 Al2O32SiO22H2O (2)较强的酸能制较弱的酸,情境导入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,情境导入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,成功体验 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.CaOMgOSiO2H2O B.2CaO5MgO8SiO2H2O C.2CaOMgOSiO22H2O D.5CaO2MgO8SiO2H2O 解析:根据昆仑玉的化学式,将Ca、Mg、Si、H分别写成氧化物的形式,再调整各氧化物前的计量数并使其原子组成与昆仑玉的化学式一致,可得昆仑玉用氧化物的形式表示为2CaO5MgO8SiO2H2O。 答案:B,重难点一,重难点二,情境导入,知识点拨,典例引领,硅单质的性质和用途 太阳能汽车 讨论探究 单质硅在常温下化学性质不活泼,所以硅在自然界中以游离态存在,这种说法是否正确? 探究提示:不正确。硅是一种亲氧元素,在自然界中总是与氧相互化合,以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。所以自然界中无游离态的硅存在。,重难点一,重难点二,情境导入,知识点拨,典例引领,硅单质性质的特殊性,重难点一,重难点二,情境导入,知识点拨,典例引领,例题导学号98980065在无机非金属材料中,硅一直扮演着主要的角色。制备纯硅的主要步骤如下: 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅; 粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3: SiHCl3与过量H2在1 0001 100 反应制得纯硅。 请回答下列问题: (1)第步制备粗硅反应的化学方程式为 。 (2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 )中含有少量SiCl4(沸点57.6 )和HCl(沸点-84.7 ),提纯SiHCl3采用的方法为 。 (3)从基本反应类型角度分类,步骤中发生的反应属于 。,重难点一,重难点二,情境导入,知识点拨,典例引领,(4)为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是 (填写字母代号)。 A.氯水 B.NaOH溶液 C.KSCN溶液 D.Na2SO3溶液 解析:(1)高温下用碳还原二氧化硅可制得粗硅,同时生成一氧化碳。 (2)分离沸点不同的液体应用蒸馏(或分馏)的方法。 (3)步骤中发生反应的化学方程式为SiHCl3+H2 Si+3HCl,属于置换反应。 (4)鉴定产品中是否含铁单质,用稀盐酸溶解后生成Fe2+,因含量少,应将Fe2+转化为Fe3+后再检验,故选AC。,重难点一,重难点二,情境导入,知识点拨,典例引领,(2)蒸馏(或分馏) (3)置换反应 (4)AC,重难点一,重难点二,情境导入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,情境导入,知识点拨,典例引领,成功体验 用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置,足见化学对现代物质文明的重要作用。例如: (1)计算机芯片的主要成分是 ; (2)光导纤维的主要成分是 ; (3)目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ; (4)常用作吸附剂、干燥剂或催化剂载体的物质是 。,重难点一,重难点二,情境导入,知识点拨,典例引领,解析:晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间,是良好的半导体材料,正是由于这一性质且它的来源极其丰富,从20世纪中叶开始,硅成为信息技术的关键材料,硅芯片的使用,使计算机的体积大大缩小。二氧化硅制成的光导纤维传导光的能力非常强,抗干扰能力强,质量小且细,是一种非常好的通信材料。硅是人类将太阳能转化为电能的常用材料,主要利用其半导体性能,光电池是极有发展前景的新型能源。硅胶多孔,吸附能力强,常用作吸附剂、干燥剂或催化剂载体。 答案:(1)硅(或Si或单晶硅) (2)二氧化硅(或SiO2) (3)硅(或Si) (4)硅胶,1 2 3 4,1.下列物质中,按某分类标准能与玻璃、水泥、陶瓷归在一类的是( ) A.砖瓦 B.光导纤维 C.水玻璃 D.晶体硅 解析:玻璃、水泥、陶瓷和砖瓦都是传统的硅酸盐产品。光导纤维的主要成分是二氧化硅,水玻璃是硅酸钠的水溶液。 答案:A,1 2 3 4,2.下列说法错误的是( ) A.硅是制造太阳能电池的常用材料 B.二氧化硅是制造光导纤维的材料 C.常温下硅性质活泼,可以与氯气、强酸、强碱溶液等起反应 D.水玻璃可用作木材防火剂 解析:硅原子的最外层有4个电子,因此决定了硅单质化学性质稳定,在常温下Si不与Cl2、强酸等发生化学反应,但可与F2、HF、NaOH等反应,C错误,A、B、D选项说法正确。 答案:C,1 2 3 4,3.下列说法不正确的是( ) A.硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 B.硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料 C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应 D.SiO2既能与氢氟酸反应,又能与氢氧化钠反应,但是SiO2不属于两性氧化物 解析:硅在常温下可与F2、HF溶液和强碱溶液反应。SiO2可与强碱溶液反应,不与一般的酸反应,只与氢氟酸反应,SiO2是酸性氧化物。 答案:C,1 2 3 4,4.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是 ( ) A.这是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀 B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料 C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧 D.水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质 解析:水玻璃是一种矿物胶,可作黏合剂、耐酸水泥掺料,木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧,水玻璃的化学性质稳定,但在空气中易与二氧化碳反应生成硅酸。 答案:D,
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