（浙江選考）高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第3單元 含硅礦物與信息材料教師用書.doc

第三單元含硅礦物與信息材料浙江考試標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)條目必考要求加試要求(1)硅在自然界的存在形式aa(2)硅及其化合物(以sio2和na2sio3為例)的重要性質(zhì)ab(3)工業(yè)制備高純硅的方法ab(4)三大硅酸鹽產(chǎn)品：水泥、陶瓷、玻璃aa(5)硅、二氧化硅在信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用aa(6)光導(dǎo)纖維的組成和作用a考點(diǎn)1| 硅和二氧化硅的性質(zhì)及應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)自查1硅的存在形態(tài)、物理性質(zhì)(1)硅在自然界只有化合態(tài)，含量占第2位。(2)硅是灰黑色固體，有金屬光澤，熔點(diǎn)高，硬度大，有脆性。2硅的化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式)(1)與非金屬單質(zhì)(2)與氫氟酸反應(yīng)：si4hf=sif42h2(特性)；(3)與naoh溶液反應(yīng)：si2naohh2o=na2sio32h2(特性)。3工業(yè)上提純粗硅的方法為(寫出化學(xué)方程式)si2cl2sicl4，sicl42h2si4hcl。4二氧化硅的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)常溫下為固體，不溶于水，硬度大，熔沸點(diǎn)高。(2)化學(xué)性質(zhì) 核心要點(diǎn)提升1sio2與co2的性質(zhì)比較物質(zhì)sio2co2物理性質(zhì)硬度大，熔沸點(diǎn)高，常溫下為固體，不溶于水熔沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，能溶于水化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)不反應(yīng)co2h2oh2co3與酸反應(yīng)sio24hf=sif42h2o不反應(yīng)與堿反應(yīng)sio22naoh=na2sio3h2o盛堿液的試劑瓶用橡膠塞co22naoh=na2co3h2o或co2naoh=nahco3與鹽反應(yīng)工業(yè)制玻璃：sio2na2co3na2sio3co2、sio2caco3casio3co2ca(clo)2co2h2o=caco32hcloco2na2co3h2o=2nahco3與堿性氧化物反應(yīng)sio2caocasio3co2na2o=na2co3與碳反應(yīng)2csio2si2coco2c2co2.硅及其化合物的特殊性質(zhì)(1)硅單質(zhì)的特殊性si的還原性大于c，但c卻能在高溫下還原出si：sio22csi2co；非金屬單質(zhì)跟堿液作用一般無h2放出，但si與堿液作用卻放出h2：si2naohh2o=na2sio32h2；非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但si能與hf作用：si4hf=sif42h2；非金屬單質(zhì)大多為非導(dǎo)體，但si為半導(dǎo)體。(2)sio2的特性及原理一般情況下，堿性氧化物與酸反應(yīng)，酸性氧化物與堿反應(yīng)，不與酸反應(yīng)，但sio2是酸性氧化物，卻能與氫氟酸反應(yīng)：sio24hf=sif42h2o，所以：a：不能用玻璃容器盛放氫氟酸，b：用氫氟酸刻蝕玻璃。一般情況下，酸性氧化物與水反應(yīng)能生成相應(yīng)的酸，如co2h2oh2co3，但sio2不溶于水，不與水反應(yīng)。一般情況下，因?yàn)樘妓岬乃嵝员裙杷釓?qiáng)，可發(fā)生反應(yīng)，如na2sio3co2h2o=h2sio3na2co3，即符合“較強(qiáng)酸制較弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律。而sio2與na2co3、caco3高溫可以發(fā)生反應(yīng)：na2co3sio2na2sio3co2(原理是：難揮發(fā)性物質(zhì)制備揮發(fā)性物質(zhì))。3兩種制取高純硅的方法：四氯化硅還原法(1)工藝流程石英砂粗硅sicl4高純硅(2)反應(yīng)原理 2co，si(粗)2cl2sicl4，sicl42h2si(純)4hcl。：三氯甲硅烷還原法制備高純度硅(常用方法)(1)工藝流程石英砂粗硅sihcl3(粗)sihcl3純高純硅(2)反應(yīng)原理sio22csi2co，si3hclsihcl3h2，sihcl3h2si3hcl?！疽族e(cuò)警示】(1)不要混淆硅和二氧化硅的用途：用作半導(dǎo)體材料的是晶體硅而不是sio2，用于制作光導(dǎo)纖維的是sio2而不是硅。(2)不要混淆常見含硅物質(zhì)的成分。計(jì)算機(jī)芯片的成分是晶體硅而不是sio2。水晶、石英、瑪瑙等主要成分是sio2，而不是硅酸鹽。傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸鹽。典型例題講解(2017寧波模擬)含a元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含a元素的一種化合物c可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料光導(dǎo)纖維，c與燒堿反應(yīng)生成含a元素的化合物d。(1)在元素周期表中，a位于第_族，與a同族但相對(duì)原子質(zhì)量比a小的元素b的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_。a與b的原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)是_。(2)易與c發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)將c與純堿混合高溫熔融時(shí)也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成d，同時(shí)還生成b的最高價(jià)氧化物e；將全部的e與全部的d在足量的水中混合后，又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含a的化合物f。寫出生成d和f的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。要將純堿高溫熔化，下列坩堝中可選用的是_。a普通玻璃坩堝b石英玻璃坩堝c氧化鋁坩堝 d鐵坩堝(4)100 g c與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 l,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。【解析】(1)a元素單質(zhì)可作半導(dǎo)體材料，含a元素的某化合物是制造光導(dǎo)纖維的原料，可知a為硅元素，c為sio2，d為na2sio3。比硅相對(duì)原子質(zhì)量小的同族元素b為碳。(2)c為sio2，能與sio2反應(yīng)的酸只有氫氟酸。(3)sio2與na2co3高溫下反應(yīng)生成na2sio3和co2，故含sio2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及al2o3等都能與na2co3在高溫下反應(yīng)，故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融na2co3。(4)若sio2恰好或過量，與caco3反應(yīng)方程式只有一個(gè)，即caco3sio2casio3co2。若caco3過量，除發(fā)生上述反應(yīng)外，還會(huì)發(fā)生反應(yīng)caco3caoco2?？傊琧aco3的多少?zèng)Q定了co2的產(chǎn)量，可通過以下關(guān)系式列式求解：caco3co2100 g 22.4 lm(caco3) 11.2 lm(caco3)50 g?；旌衔镏衏aco3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：100%50%?！敬鸢浮?1)a 最外層均有4個(gè)電子(2)氫氟酸sio24hf=sif42h2o(3)sio2na2co3na2sio3co2、na2sio3co2h2o=na2co3h2sio3d(4)50%題組對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1手機(jī)芯片是一種在半導(dǎo)體材料上集合多種電子元器件的電路模塊。下列可用作半導(dǎo)體材料的是()a鋁b硅c碳 d鐵b硅可用作半導(dǎo)體材料。2(2017浙江寧波效實(shí)中學(xué)月考)下列關(guān)于碳和硅的敘述中，正確的是()a其氧化物都能與naoh溶液反應(yīng)b其單質(zhì)在加熱時(shí)都能跟o2反應(yīng)c其氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸d碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì)bco不能與naoh溶液反應(yīng)，a錯(cuò)誤；co2co2或2co22co，sio2sio2，b正確；sio2不溶于水也不與水反應(yīng)，c錯(cuò)誤；碳有金剛石、石墨、c60等多種單質(zhì)，d錯(cuò)誤。3下列關(guān)于sio2和co2的說法中正確的是()aco2、sio2分別是碳酸和硅酸的酸酐(酸性氧化物)bco2和sio2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸cco2是酸性氧化物，sio2是兩性氧化物dco2和sio2常溫下都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的ab中，sio2與水不反應(yīng)；c中，sio2為酸性氧化物；d中，sio2是由si、o原子構(gòu)成的晶體。4下列說法正確的是()單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?。盛放naoh溶液時(shí)，使用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶。mg2、h、sio、so在水溶液中能大量共存。向含k、na、br、sio的溶液中通入co2后仍能大量共存。sio2與酸、堿均不反應(yīng)。sio2不與任何酸反應(yīng)，可用石英制造耐酸容器。sio2是酸性氧化物，能與naoh溶液反應(yīng)。sisio2h2sio3均能一步轉(zhuǎn)化。水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑。a bc db中naoh溶液與玻璃中的sio2反應(yīng)生成黏結(jié)性物質(zhì)na2sio3；mg2、h與sio不共存；通入co2后sio形成沉淀；sio2與hf、naoh反應(yīng)；sio2與氫氟酸反應(yīng)；sio2h2sio3不能一步轉(zhuǎn)化。考點(diǎn)2| 硅酸及其鹽無機(jī)非金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)自查1硅酸難溶性酸(1)化學(xué)性質(zhì)(2)硅酸的制備及硅膠的形成制備原理：可溶性硅酸鹽(如na2sio3)與其他酸(如鹽酸)反應(yīng)：na2sio32hcl=h2sio3(膠體)2nacl。硅膠：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝膠，經(jīng)干燥脫水后即得硅膠。硅膠多孔，吸附水分能力強(qiáng)，常用作干燥劑和催化劑載體。2硅酸鹽(1)na2sio3水溶液俗稱水玻璃，常用于制作黏合劑、防腐劑和耐火材料。(2)硅酸鈉溶液在空氣中易變質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為na2sio3co2h2o=h2sio3na2co3。(3)硅酸鹽組成的表示：通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成；如硅酸鈉(na2sio3)可表示為na2osio2，石棉(camg3si4o12)可表示為cao3mgo4sio2。3無機(jī)非金屬材料(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料黏土、石灰石純堿、石灰石、石英黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯生產(chǎn)條件高溫(2)新型無機(jī)非金屬材料，如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。(3)特殊功能的含硅物質(zhì)碳化硅具有金剛石結(jié)構(gòu)，可用作磨料。含硅元素4%的硅鋼具有導(dǎo)磁性。硅橡膠具有既耐高溫又耐低溫的性質(zhì)。核心要點(diǎn)提升硅酸鹽氧化物形成的表示方法(1)氧化物的一般書寫順序：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水。(2)氧化物前計(jì)量數(shù)的配置原則：除氧元素外，其他元素按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置計(jì)量數(shù)，且不同氧化物間以“”隔開。(3)當(dāng)計(jì)量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)一般應(yīng)化為整數(shù)。如正長石：kalsi3o8將k2oal2o33sio2，寫成k2oal2o36sio2，但原子個(gè)數(shù)比不變。 典型例題講解下列關(guān)于硅酸及其鹽的說法正確的是()a硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中b反應(yīng)na2sio3h2oco2=na2co3h2sio3，反應(yīng)na2co3sio2na2sio3co2，兩反應(yīng)是相互矛盾的，不可能都能發(fā)生c硅酸可以用sio2與h2o反應(yīng)制備d將co2通入水玻璃中有白色沉淀生成【解析】a項(xiàng)，na2sio3溶液本身能黏結(jié)玻璃；b項(xiàng)，不矛盾，二者的反應(yīng)條件和環(huán)境不同；c項(xiàng)，sio2與h2o不反應(yīng)。【答案】d月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月面表層5 cm厚的沙土就含鐵單質(zhì)有上億噸，月球上的主要礦物有輝石(camgsi2o6)、斜長石(kalsi3o8)和橄欖石(mg，fe)2sio4(逗號(hào)表示兩種元素各占一部分)等，下列說法或分析不正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：81640059】a輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦b斜長石的氧化物形式可表示為k2oal2o33sio2c橄欖石中鐵為2價(jià)d輝石的氧化物形式為caomgo2sio2【解析】b項(xiàng)，k、al、si的個(gè)數(shù)比為113，寫成氧化物時(shí)原子個(gè)數(shù)比不能變?！敬鸢浮縝題組對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1下列變化中，不能一步實(shí)現(xiàn)的是()ana2sio3h2sio3bh2sio3sio2ch2sio3sidsio2na2sio3ca項(xiàng)，na2sio3h2sio3；b項(xiàng)，h2sio3sio2；c項(xiàng)，h2sio3sio2si；d項(xiàng)，sio2na2sio3。2下列說法不正確的是()a工業(yè)生產(chǎn)水泥和玻璃均用到石灰石b光導(dǎo)纖維是一種易導(dǎo)電的新型無機(jī)非金屬材料c陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料d氮化硅陶瓷和氮化鋁陶瓷均為新型無機(jī)非金屬材料b光導(dǎo)纖維的成分是sio2，可以傳導(dǎo)光，但不導(dǎo)電。3下列有關(guān)玻璃的說法不正確的是()a制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英b玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn)c普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣d盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起b玻璃為混合物，加熱時(shí)沒有固定的熔點(diǎn)。4青花瓷中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個(gè)謎，近年來科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍(lán)紫色為硅酸銅鋇(bacusi2ox，銅為2價(jià))，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是()a可用氧化物形式表示為baocuo2sio2b性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色c易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿dx等于6c根據(jù)化合價(jià)規(guī)則把bacusi2