硅無(wú)機(jī)非金屬材料課件

1、1第4章材料家族中的元素第1節(jié)硅無(wú)機(jī)非金屬材料21.1.了解硅的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。了解硅的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。2.2.了解二氧化硅的性質(zhì)了解二氧化硅的性質(zhì), ,認(rèn)識(shí)硅、二氧化硅作為無(wú)機(jī)非金屬材認(rèn)識(shí)硅、二氧化硅作為無(wú)機(jī)非金屬材料的特性及其用途。料的特性及其用途。3.3.了解硅酸鹽等無(wú)機(jī)非金屬材料的基本組成、性能和用途。了解硅酸鹽等無(wú)機(jī)非金屬材料的基本組成、性能和用途。3一、硅一、硅1.1.存在存在(1)(1)形態(tài)形態(tài): :在自然界中在自然界中, ,全部以化合態(tài)存在。全部以化合態(tài)存在。(2)(2)地殼中的含量地殼中的含量: :第第_位位, ,僅次于氧。僅次于氧。2.2.物理性質(zhì)物理性質(zhì)顏色顏色狀

2、態(tài)狀態(tài)導(dǎo)電性導(dǎo)電性_色色, ,金屬光澤金屬光澤硬而脆的固體硬而脆的固體_2 2灰黑灰黑半導(dǎo)體半導(dǎo)體43.3.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(1)(1)常溫下不活潑常溫下不活潑, ,不易與氫氣、氧氣、不易與氫氣、氧氣、_、_、_等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。(2)(2)加熱條件下加熱條件下, ,可與氧氣反應(yīng)可與氧氣反應(yīng), ,請(qǐng)寫出反應(yīng)方程式請(qǐng)寫出反應(yīng)方程式: :_。4.4.工業(yè)制法工業(yè)制法(1)(1)制法制法: :用焦炭在電爐中還原二氧化硅得粗硅。用焦炭在電爐中還原二氧化硅得粗硅。(2)(2)原理原理:_:_。氯氣氯氣硫酸硫酸硝酸硝酸Si+OSi+O2 2 SiO SiO2 2SiOSiO2 2+2C Si

3、+2CO+2C Si+2CO高溫高溫=55.5.用途用途(1)(1)硅硅: :制造晶體管、集成電路、硅整流器制造晶體管、集成電路、硅整流器和太陽(yáng)能電池和太陽(yáng)能電池等。等。(2)(2)硅合金硅合金: :含硅含硅4%4%的鋼可制造變壓器鐵芯。的鋼可制造變壓器鐵芯。含硅含硅15%15%左右的鋼具有耐酸性左右的鋼具有耐酸性, ,制耐酸設(shè)備。制耐酸設(shè)備。6二、二氧化硅與光導(dǎo)纖維二、二氧化硅與光導(dǎo)纖維1.1.二氧化硅二氧化硅(1)(1)自然界中的存在自然界中的存在: :沙子、沙子、_、_的主要成分是二氧化的主要成分是二氧化硅。硅。(2)(2)物理性質(zhì)物理性質(zhì): :狀態(tài)狀態(tài)顏色顏色熔點(diǎn)熔點(diǎn)硬度硬度溶解度溶解

4、度_態(tài)態(tài)_色色_溶于水溶于水石英石英水晶水晶固固無(wú)無(wú)高高大大不不7(3)(3)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì): :二氧化硅化學(xué)性質(zhì)二氧化硅化學(xué)性質(zhì)_,_,一般不與酸反應(yīng)。一般不與酸反應(yīng)。具有酸性氧化物的性質(zhì)具有酸性氧化物的性質(zhì)a:a:與氫氧化鈉溶液反應(yīng)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)反應(yīng)方程式為反應(yīng)方程式為_(kāi)b:b:與氧化鈣反應(yīng)與氧化鈣反應(yīng)反應(yīng)方程式為反應(yīng)方程式為_(kāi)與氫氟酸反應(yīng)與氫氟酸反應(yīng)a:a:反應(yīng)方程式為反應(yīng)方程式為_(kāi)b:b:應(yīng)用應(yīng)用: :刻蝕玻璃刻蝕玻璃不活潑不活潑SiOSiO2 2+ 2NaOH=Na+ 2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+ H+ H2 2O OSiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO

5、 CaSiO3 3SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O高溫高溫=82.2.光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維(1)(1)主要成分主要成分:_:_。(2)(2)用途用途: :用于光纖通訊、能量傳輸和信息處理等方面。用于光纖通訊、能量傳輸和信息處理等方面。SiOSiO2 29三、硅酸鹽與無(wú)機(jī)非金屬材料三、硅酸鹽與無(wú)機(jī)非金屬材料1.1.硅酸鹽制品的特點(diǎn)硅酸鹽制品的特點(diǎn)性性質(zhì)質(zhì)熔熔點(diǎn)點(diǎn)水溶性水溶性穩(wěn)穩(wěn)定定較較_大都大都_溶于水溶于水高高難難102.2.傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料(1)(1)玻璃和水泥玻璃和水泥: :純堿、石灰石、石英純堿、石灰石、石英石灰石、黏土石灰

6、石、黏土NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2、CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2CaSiOCaSiO3 3+CO+CO2 2高溫高溫=高溫高溫=11NaNa2 2SiOSiO3 3、CaSiOCaSiO3 3、SiOSiO2 23CaOSiO3CaOSiO2 2、2CaOSiO2CaOSiO2 2、3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3固定的熔點(diǎn)固定的熔點(diǎn)12(2)(2)陶瓷陶瓷: :生產(chǎn)原料生產(chǎn)原料:_:_。重要性質(zhì)重要性質(zhì): :耐酸堿侵蝕。耐酸堿侵蝕。3.3.新型無(wú)機(jī)非金屬材料新型無(wú)機(jī)非金屬材料分類分類舉例舉例高

7、溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 氮化硅氮化硅(Si(Si3 3N N4 4) )陶瓷、碳化硅陶瓷、碳化硅(SiC)(SiC)陶瓷陶瓷生物陶瓷生物陶瓷氧化鋁氧化鋁(Al(Al2 2O O3 3) )陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化鋯(ZrO(ZrO2 2) )陶瓷陶瓷壓電陶瓷壓電陶瓷以鈦酸鋇以鈦酸鋇(BaTiO(BaTiO3 3) )和鈦酸鉛和鈦酸鉛(PbTiO(PbTiO3 3) )等為等為主要成分主要成分黏土黏土13【思考辨析】【思考辨析】1.1.判斷正誤判斷正誤(1)(1)硅是非金屬單質(zhì)硅是非金屬單質(zhì), ,不能導(dǎo)電。不能導(dǎo)電。( )( )分析分析: :硅是半導(dǎo)體材料硅是半導(dǎo)體材料, ,能導(dǎo)電。能導(dǎo)電。(2)

8、(2)常溫下常溫下, ,硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑, ,所以自然界中存在大量游離所以自然界中存在大量游離態(tài)的硅。態(tài)的硅。( )( )分析分析: :硅的化學(xué)性質(zhì)雖然不活潑硅的化學(xué)性質(zhì)雖然不活潑, ,但自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅。但自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅。14(3)(3)計(jì)算機(jī)芯片一般用二氧化硅作材料。計(jì)算機(jī)芯片一般用二氧化硅作材料。( )( )分析分析: :二氧化硅不能導(dǎo)電二氧化硅不能導(dǎo)電, ,計(jì)算機(jī)芯片一般用硅作材料。計(jì)算機(jī)芯片一般用硅作材料。(4)(4)水晶屬于硅酸鹽產(chǎn)品。水晶屬于硅酸鹽產(chǎn)品。( )( )分析分析: :水晶的主要成分為二氧化硅水晶的主要成分為二氧化硅, ,不是硅酸鹽產(chǎn)品

9、。不是硅酸鹽產(chǎn)品。(5)(5)光導(dǎo)纖維能應(yīng)用于通訊是因?yàn)閱钨|(zhì)硅具有導(dǎo)電性。光導(dǎo)纖維能應(yīng)用于通訊是因?yàn)閱钨|(zhì)硅具有導(dǎo)電性。( )( )分析分析: :光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅, ,其是一種利用光的全反其是一種利用光的全反射來(lái)傳導(dǎo)光線的透明度極高的細(xì)絲。射來(lái)傳導(dǎo)光線的透明度極高的細(xì)絲。152.2.問(wèn)題思考問(wèn)題思考(1)(1)實(shí)驗(yàn)室中盛裝氫氧化鈉溶液的試劑瓶為什么不能用玻璃塞實(shí)驗(yàn)室中盛裝氫氧化鈉溶液的試劑瓶為什么不能用玻璃塞? ?分析分析: :氫氧化鈉溶液能與二氧化硅反應(yīng)生成具有黏性的硅酸鈉氫氧化鈉溶液能與二氧化硅反應(yīng)生成具有黏性的硅酸鈉溶液溶液, ,其可將玻璃瓶塞與瓶口

10、粘住。其可將玻璃瓶塞與瓶口粘住。(2)SiO(2)SiO2 2既可與堿反應(yīng)既可與堿反應(yīng), ,也能與氫氟酸反應(yīng)也能與氫氟酸反應(yīng), ,可以推知可以推知SiOSiO2 2為兩為兩性氧化物嗎性氧化物嗎? ?分析分析: :兩性氧化物指的是能同時(shí)和酸、堿反應(yīng)生成鹽和水的氧兩性氧化物指的是能同時(shí)和酸、堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物化物,SiO,SiO2 2和氫氟酸反應(yīng)生成和氫氟酸反應(yīng)生成SiFSiF4 4, ,它不是金屬元素或銨根與酸它不是金屬元素或銨根與酸根組成的鹽。根組成的鹽。16【知識(shí)鏈接】【知識(shí)鏈接】硅整流器硅整流器一種以晶閘管一種以晶閘管( (電力電子功率器件電力電子功率器件) )為基礎(chǔ)為基礎(chǔ), ,以智

11、能數(shù)字控制電以智能數(shù)字控制電路為核心的電源功率控制電器。具有效率高、無(wú)機(jī)械噪聲和磨路為核心的電源功率控制電器。具有效率高、無(wú)機(jī)械噪聲和磨損、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)。損、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)。太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置?，F(xiàn)階段以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽(yáng)能電池為主電能的裝置。現(xiàn)階段以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽(yáng)能電池為主流流, ,而以光化學(xué)效應(yīng)工作的濕式太陽(yáng)能電池則還處于萌芽階段。而以光化學(xué)效應(yīng)工作的濕式太陽(yáng)能電池則還處于萌芽階段。17水泥的水硬性水泥的水硬性水

12、泥的水硬性是指水泥與水拌合后水泥的水硬性是指水泥與水拌合后, ,水泥與水產(chǎn)生水化反應(yīng)凝水泥與水產(chǎn)生水化反應(yīng)凝結(jié)硬化結(jié)硬化, ,此凝結(jié)硬化的過(guò)程可以在水下或潮濕環(huán)境中進(jìn)行。此凝結(jié)硬化的過(guò)程可以在水下或潮濕環(huán)境中進(jìn)行。18一、硅單質(zhì)的特性一、硅單質(zhì)的特性1.1.硅化學(xué)性質(zhì)不活潑硅化學(xué)性質(zhì)不活潑, ,但自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅。但自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅。2.2.非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體, ,但但SiSi為半導(dǎo)體。為半導(dǎo)體。3.Si3.Si的還原性大于的還原性大于C,C,但但C C能在高溫下還原出能在高溫下還原出Si:Si:SiOSiO2 2+2C Si + 2CO+2C Si +

13、2CO。高溫高溫=194.4.非金屬單質(zhì)跟強(qiáng)堿溶液作用一般無(wú)非金屬單質(zhì)跟強(qiáng)堿溶液作用一般無(wú)H H2 2放出放出, ,但但SiSi能與強(qiáng)堿溶能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出液反應(yīng)放出H H2 2: :Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2。5.5.非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng)非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng), ,但硅能與氫氟酸反但硅能與氫氟酸反應(yīng)應(yīng):Si+4HF=SiF:Si+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2。20【學(xué)而后思】【學(xué)而后思】(1)(1)碳在自然界中有穩(wěn)定的單質(zhì)碳在自然界中有穩(wěn)定的單質(zhì), ,硅沒(méi)有硅沒(méi)有, ,能否說(shuō)明硅的

14、化學(xué)性能否說(shuō)明硅的化學(xué)性質(zhì)比碳活潑質(zhì)比碳活潑? ?提示提示: :不能。對(duì)比硅和碳的化學(xué)性質(zhì)可知硅的活潑性不如碳的不能。對(duì)比硅和碳的化學(xué)性質(zhì)可知硅的活潑性不如碳的活潑性強(qiáng)。活潑性強(qiáng)。(2)(2)電爐中制粗硅的反應(yīng)是電爐中制粗硅的反應(yīng)是SiOSiO2 2+2C Si + 2CO,+2C Si + 2CO,從氧化從氧化還原反應(yīng)的角度分析還原反應(yīng)的角度分析, ,氧化劑、還原劑分別是什么氧化劑、還原劑分別是什么? ?其物質(zhì)的量其物質(zhì)的量的比是多少的比是多少? ?提示提示: :氧化劑是氧化劑是SiOSiO2 2, ,還原劑是還原劑是C,C,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為比為121

15、2。高溫高溫=21二、二氧化硅的性質(zhì)及其與二氧化碳的比較二、二氧化硅的性質(zhì)及其與二氧化碳的比較1.1.具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性(1)(1)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)與氫氧化鈉溶液反應(yīng), ,反應(yīng)方程式為反應(yīng)方程式為SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O(2)(2)與堿性氧化物反應(yīng)與堿性氧化物反應(yīng), ,反應(yīng)方程式為反應(yīng)方程式為SiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO CaSiO3 32.SiO2.SiO2 2的特性的特性(1)SiO(1)SiO2 2不溶于水不溶于水, ,也不與水反應(yīng)也不與水反應(yīng), ,不能直接將它與水反應(yīng)來(lái)制

16、不能直接將它與水反應(yīng)來(lái)制取取H H2 2SiOSiO3 3。(2)(2)非金屬氧化物的熔、沸點(diǎn)一般較低非金屬氧化物的熔、沸點(diǎn)一般較低, ,但但SiOSiO2 2的熔、沸點(diǎn)很高。的熔、沸點(diǎn)很高。(3)(3)酸性氧化物一般不與酸作用酸性氧化物一般不與酸作用, ,但但SiOSiO2 2能跟能跟HFHF作用作用: :SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O。高溫高溫=223.3.二氧化碳與二氧化硅的比較二氧化碳與二氧化硅的比較23高溫高溫=高溫高溫=高溫高溫=24【學(xué)而后思】【學(xué)而后思】(1)(1)實(shí)驗(yàn)室中熔化氫氧化鈉固體能否用玻璃坩堝實(shí)驗(yàn)室中熔化氫氧化鈉固體能

17、否用玻璃坩堝? ?提示提示: :不能。玻璃坩堝的主要成分為二氧化硅不能。玻璃坩堝的主要成分為二氧化硅, ,氫氧化鈉能與二氫氧化鈉能與二氧化硅反應(yīng)氧化硅反應(yīng), ,所以熔化氫氧化鈉固體不能用玻璃坩堝。所以熔化氫氧化鈉固體不能用玻璃坩堝。(2)(2)根據(jù)反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 Na Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2能否說(shuō)明硅酸酸能否說(shuō)明硅酸酸性比碳酸強(qiáng)性比碳酸強(qiáng)? ?提示提示: :不能。酸性強(qiáng)弱的判斷應(yīng)根據(jù)水溶液中發(fā)生的反應(yīng)不能。酸性強(qiáng)弱的判斷應(yīng)根據(jù)水溶液中發(fā)生的反應(yīng), ,硅酸硅酸酸性比碳酸弱。酸性比碳酸弱。高溫高溫=25類型一類型一 COCO2

18、 2和和SiOSiO2 2的性質(zhì)比較的性質(zhì)比較【典例】【典例】下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( () )A.A.二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似B.SiOB.SiO2 2和和COCO2 2溶于水都顯酸性溶于水都顯酸性C.COC.CO2 2通入通入NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中可制得硅酸溶液中可制得硅酸D.SiOD.SiO2 2和和COCO2 2都是酸性氧化物都是酸性氧化物, ,不與任何酸反應(yīng)不與任何酸反應(yīng)26【解題指南】【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下解答本題時(shí)應(yīng)注意以下3 3點(diǎn)點(diǎn): :(1)(1)明確明確SiOSiO2 2和和COCO2 2物理性質(zhì)差

19、別較大。物理性質(zhì)差別較大。(2)(2)掌握常見(jiàn)酸性氧化物化學(xué)性質(zhì)的通性。掌握常見(jiàn)酸性氧化物化學(xué)性質(zhì)的通性。(3)(3)掌握掌握SiOSiO2 2的特殊的化學(xué)性質(zhì)。的特殊的化學(xué)性質(zhì)?！窘馕觥俊窘馕觥窟x選C C。SiOSiO2 2不溶于水不溶于水, ,與水不反應(yīng)與水不反應(yīng), ,常溫下是固體常溫下是固體, ,硬度硬度較大較大, ,在物理性質(zhì)上與在物理性質(zhì)上與COCO2 2的差別很大的差別很大;SiO;SiO2 2雖然是酸性氧化物雖然是酸性氧化物, ,與很多酸都不反應(yīng)與很多酸都不反應(yīng), ,但能和氫氟酸反應(yīng)但能和氫氟酸反應(yīng); ;由于由于H H2 2COCO3 3的酸性大于的酸性大于H H2 2SiOSi

20、O3 3的酸性的酸性, ,故把故把COCO2 2通入到通入到NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中可制得溶液中可制得H H2 2SiOSiO3 3。27【名師點(diǎn)評(píng)】【名師點(diǎn)評(píng)】在掌握在掌握COCO2 2和和SiOSiO2 2的化學(xué)性質(zhì)時(shí)的化學(xué)性質(zhì)時(shí), ,要注意以下要注意以下2 2點(diǎn)點(diǎn): :(1)(1)兩者結(jié)構(gòu)不同兩者結(jié)構(gòu)不同, ,決定了物理性質(zhì)差別較大。決定了物理性質(zhì)差別較大。(2)(2)從類別上從類別上, ,二者均為酸性氧化物二者均為酸性氧化物, ,具有酸性氧化物的通性。具有酸性氧化物的通性。28【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】下列有關(guān)說(shuō)法正確的是下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( () )A.COA.CO2

21、2與水反應(yīng)生成碳酸與水反應(yīng)生成碳酸, ,是酸性氧化物是酸性氧化物;SiO;SiO2 2不能與水反應(yīng)生不能與水反應(yīng)生成硅酸成硅酸, ,不是酸性氧化物不是酸性氧化物B.NaOHB.NaOH溶液不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放溶液不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放C.C.除去二氧化硅中少量的碳酸鈣雜質(zhì)應(yīng)選用水除去二氧化硅中少量的碳酸鈣雜質(zhì)應(yīng)選用水D.D.制備粗硅時(shí)制備粗硅時(shí), ,發(fā)生的反應(yīng)為發(fā)生的反應(yīng)為:C+SiO:C+SiO2 2 Si+CO Si+CO2 2高溫高溫=29【解析】【解析】選選B B。A A項(xiàng)項(xiàng), ,酸性氧化物是能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧酸性氧化物是能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物化物, ,而

22、不是能與水反應(yīng)生成酸的氧化物而不是能與水反應(yīng)生成酸的氧化物, ,雖然雖然SiOSiO2 2不能與水反不能與水反應(yīng)生成硅酸應(yīng)生成硅酸, ,但但SiOSiO2 2能與能與NaOHNaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水, ,是酸性是酸性氧化物氧化物, ,錯(cuò)誤錯(cuò)誤;B;B項(xiàng)項(xiàng), ,玻璃的成分中含大量二氧化硅玻璃的成分中含大量二氧化硅, ,堿性試劑都?jí)A性試劑都不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放, ,正確正確;C;C項(xiàng)項(xiàng), ,二氧化硅和碳酸二氧化硅和碳酸鈣都不溶于水鈣都不溶于水, ,不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸鈣雜質(zhì)不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸鈣雜質(zhì), ,錯(cuò)

23、錯(cuò)誤誤;D;D項(xiàng)項(xiàng), ,粗硅制備時(shí)的反應(yīng)原理是粗硅制備時(shí)的反應(yīng)原理是2C+SiO2C+SiO2 2 Si+2CO, Si+2CO,產(chǎn)產(chǎn)物中生成的是物中生成的是CO,CO,而不是而不是COCO2 2。高溫高溫=30【變式備選】【變式備選】下列各組物質(zhì)在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)的是下列各組物質(zhì)在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)的是 ( () )SiOSiO2 2+H+H2 2O OSiOSiO2 2+HF+HFSiOSiO2 2+C+CSiOSiO2 2+NaOH+NaOHCaO+SiOCaO+SiO2 2濃硫酸濃硫酸+SiO+SiO2 2A.A.B.B.C.C. D. D.【解析】【解析】選選A A。SiOSi

24、O2 2常溫下能與常溫下能與NaOHNaOH、HFHF發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng), ,高溫下可與高溫下可與C C、CaOCaO發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)。31類型二類型二 硅酸鹽硅酸鹽【典例】【典例】含硅材料有廣泛用途。含硅材料有廣泛用途。(1)(1)下列有關(guān)硅材料的說(shuō)法正確的是下列有關(guān)硅材料的說(shuō)法正確的是_(_(填字母填字母) )。A.A.碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定, ,可用于生產(chǎn)耐高溫水泥可用于生產(chǎn)耐高溫水泥B.B.氮化硅熔點(diǎn)高氮化硅熔點(diǎn)高, ,硬度大硬度大, ,可用于制作高溫陶瓷可用于制作高溫陶瓷C.C.高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料光導(dǎo)纖維光導(dǎo)

25、纖維D.D.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的, ,其熔點(diǎn)很高其熔點(diǎn)很高E.E.鋼化玻璃通常用于車窗玻璃鋼化玻璃通常用于車窗玻璃, ,破碎時(shí)沒(méi)有尖銳的棱角破碎時(shí)沒(méi)有尖銳的棱角32(2)(2)氮化硅陶瓷是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料氮化硅陶瓷是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料, ,它的硬度大、熔點(diǎn)它的硬度大、熔點(diǎn)高高, ,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答下列問(wèn)題?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。工業(yè)上普遍采用高純度硅與純氮在工業(yè)上普遍采用高純度硅與純氮在1 3001 300時(shí)反應(yīng)獲得時(shí)反應(yīng)獲得, ,寫出寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式反應(yīng)的化學(xué)方程式_。根據(jù)性質(zhì)推測(cè)氮化硅的用途根據(jù)性質(zhì)推測(cè)氮化硅

26、的用途_(_(填字母填字母) )。A.A.制氣輪機(jī)葉片制氣輪機(jī)葉片B.B.制有色玻璃制有色玻璃C.C.制永久性模具制永久性模具D.D.制造軸承制造軸承33(3)(3)兵馬俑中所用顏料成分一直是個(gè)謎兵馬俑中所用顏料成分一直是個(gè)謎, ,近年來(lái)科學(xué)家才得知大近年來(lái)科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽多為硅酸鹽, ,如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi(BaCuSi2 2O Ox x, ,銅為銅為+2+2價(jià)價(jià)),),下列下列關(guān)于硅酸銅鋇的說(shuō)法不正確的是關(guān)于硅酸銅鋇的說(shuō)法不正確的是_。A.A.可用氧化物形式表示為可用氧化物形式表示為BaOCuO2SiOBaOCuO2SiO2 2B.B.性質(zhì)穩(wěn)定性質(zhì)穩(wěn)定

27、, ,不易脫色不易脫色C.C.易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿D.xD.x等于等于6 634【解題指南】【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下解答本題時(shí)應(yīng)注意以下2 2點(diǎn)點(diǎn): :(1)(1)混合物無(wú)固定熔點(diǎn)混合物無(wú)固定熔點(diǎn); ;(2)(2)硅酸鹽改寫成氧化物形式時(shí)注意元素化合價(jià)不變化。硅酸鹽改寫成氧化物形式時(shí)注意元素化合價(jià)不變化。35【解析】【解析】(1)(1)碳化硅熔點(diǎn)高、性質(zhì)穩(wěn)定碳化硅熔點(diǎn)高、性質(zhì)穩(wěn)定, ,可用于生產(chǎn)耐高溫水泥?？捎糜谏a(chǎn)耐高溫水泥。B B項(xiàng)項(xiàng), ,氮化硅熔點(diǎn)高氮化硅熔點(diǎn)高, ,硬度大硬度大, ,可用于制作高溫陶瓷或軸承?？捎糜谥谱鞲邷靥沾苫蜉S承。D D項(xiàng)項(xiàng), ,普通玻璃的主

28、要成分是普通玻璃的主要成分是NaNa2 2SiOSiO3 3、CaSiOCaSiO3 3、SiOSiO2 2, ,屬于混合物屬于混合物, ,無(wú)無(wú)固定的熔點(diǎn)。固定的熔點(diǎn)。(2)(2)氮化硅中氮顯氮化硅中氮顯-3-3價(jià)價(jià), ,硅顯硅顯+4+4價(jià)價(jià),3Si+2N,3Si+2N2 2=Si=Si3 3N N4 4; ;氮化硅是氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)材料一種重要的結(jié)構(gòu)材料, ,是一種超硬材料是一種超硬材料, ,性質(zhì)決定用途性質(zhì)決定用途,A,A、C C、D D都是氮化硅的用途。都是氮化硅的用途。(3)(3)根據(jù)化合物中化合價(jià)的代數(shù)和為根據(jù)化合物中化合價(jià)的代數(shù)和為0,0,所以有所以有2+2+42+2+42+

29、2+(-2)(-2)x=0,x=0,所以所以x=6,x=6,硅酸銅鋇的化學(xué)式為硅酸銅鋇的化學(xué)式為BaCuSiBaCuSi2 2O O6 6, ,寫成氧化寫成氧化物形式為物形式為BaOCuO2SiOBaOCuO2SiO2 2, ,又因硅酸鹽性質(zhì)穩(wěn)定又因硅酸鹽性質(zhì)穩(wěn)定, ,故故C C錯(cuò)。錯(cuò)。36答案答案: :(1)A(1)A、B B、C C、E E(2)(2)3Si+2N3Si+2N2 2 Si Si3 3N N4 4A A、C C、D D(3)C(3)C130037【名師點(diǎn)評(píng)】【名師點(diǎn)評(píng)】講解本題時(shí)應(yīng)注意以下講解本題時(shí)應(yīng)注意以下2 2點(diǎn)點(diǎn): :(1)(1)準(zhǔn)確把握硅酸鹽的氧化物表現(xiàn)形式的關(guān)鍵和實(shí)

30、質(zhì)準(zhǔn)確把握硅酸鹽的氧化物表現(xiàn)形式的關(guān)鍵和實(shí)質(zhì); ;(2)(2)鞏固對(duì)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料性質(zhì)的鞏固對(duì)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。認(rèn)識(shí)。38【方法規(guī)律】【方法規(guī)律】傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料與新型無(wú)機(jī)非金屬材料的傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料與新型無(wú)機(jī)非金屬材料的比較比較材料材料特性特性品種示例品種示例傳統(tǒng)無(wú)機(jī)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材非金屬材料料抗腐蝕、耐高溫抗腐蝕、耐高溫質(zhì)脆質(zhì)脆, ,經(jīng)不起熱經(jīng)不起熱沖擊沖擊普通水泥、普通玻璃、普通水泥、普通玻璃、黏土質(zhì)陶瓷黏土質(zhì)陶瓷新型無(wú)機(jī)新型無(wú)機(jī)非金屬材非金屬材料料耐高溫、強(qiáng)度高耐高溫、強(qiáng)度高具有電學(xué)特性具有電學(xué)特性具有光學(xué)特性具有光學(xué)特性具有

31、生物功能具有生物功能 高溫高溫 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 陶瓷陶瓷氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷碳化硼陶瓷碳化硼陶瓷光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 39【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】回答下列有關(guān)硅元素的問(wèn)題?；卮鹣铝杏嘘P(guān)硅元素的問(wèn)題。(1)(1)下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是_。A.A.硅酸鹽一般不溶于水硅酸鹽一般不溶于水, ,它是水泥、陶瓷、玻璃的主要成分它是水泥、陶瓷、玻璃的主要成分B.HB.H2 2SiOSiO3 3既可由既可由SiOSiO2 2溶于水制得溶于水制得, ,也可由也可由NaNa2 2SiOSiO3 3和其他酸和其他酸( (如鹽如鹽酸酸) )反應(yīng)制得反應(yīng)制得C.C.高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧

32、化碳高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳, ,說(shuō)明硅酸說(shuō)明硅酸(H(H2 2SiOSiO3 3) )的酸性比碳酸強(qiáng)的酸性比碳酸強(qiáng)D.D.鈉長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石( (化學(xué)式化學(xué)式NaNa2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2) )屬于硅的氧化物屬于硅的氧化物40(2)(2)無(wú)機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金無(wú)機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料兩類。下列屬于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料產(chǎn)品的是屬材料兩類。下列屬于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料產(chǎn)品的是_。玻璃玻璃氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷磚瓦磚瓦硅芯片硅芯片光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維水泥水泥【解析】【解析】(1)(1)選選A A。二氧化硅

33、與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳。二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳, ,不能不能說(shuō)明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)說(shuō)明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng);SiO;SiO2 2不溶于水不溶于水, ,故故H H2 2SiOSiO3 3不能由不能由SiOSiO2 2溶于水制得溶于水制得; ;碳酸酸性比硅酸強(qiáng)碳酸酸性比硅酸強(qiáng); ;鈉長(zhǎng)石雖然可表示成氧化物的鈉長(zhǎng)石雖然可表示成氧化物的形式形式, ,但不是氧化物但不是氧化物, ,是硅酸鹽。是硅酸鹽。(2)(2)光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅, ,硅芯片是高純度的硅。硅芯片是高純度的硅。都是新型無(wú)機(jī)非金屬材料。都是新型無(wú)機(jī)非金屬材料。答案答案: :(1)A(1)A(2

34、)(2)41【變式備選】【變式備選】下列表述正確的是下列表述正確的是( () )太陽(yáng)能電池可采用硅材料制作太陽(yáng)能電池可采用硅材料制作, ,其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無(wú)溶劑合成化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無(wú)溶劑合成, ,瑪瑙瑪瑙的主要成分是硅酸鹽的主要成分是硅酸鹽三峽大壩使用了大量水泥三峽大壩使用了大量水泥, ,水泥是硅酸鹽材料水泥是硅酸鹽材料夏天到了夏天到了, ,游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來(lái)保護(hù)眼睛變色眼鏡來(lái)保護(hù)眼睛A.A.B.B.C.C.D.D.42【解析】【解析】

35、選選C C。太陽(yáng)能電池?zé)o污染。太陽(yáng)能電池?zé)o污染; ;瑪瑙的主要成分是二氧化硅瑪瑙的主要成分是二氧化硅; ;水泥是硅酸鹽產(chǎn)品水泥是硅酸鹽產(chǎn)品; ;變色眼鏡的有色玻璃片添加了某些有色物變色眼鏡的有色玻璃片添加了某些有色物質(zhì)。質(zhì)。431.1.硅在自然界最主要的存在形式是硅在自然界最主要的存在形式是( () )硅硅二氧化硅二氧化硅硅酸鹽硅酸鹽A.A.B.B.C.C. D. D.【解析】【解析】選選C C。硅在自然界中無(wú)游離態(tài)。硅在自然界中無(wú)游離態(tài), ,全部以化合態(tài)的形式存全部以化合態(tài)的形式存在在, ,最主要的存在形式是二氧化硅和硅酸鹽最主要的存在形式是二氧化硅和硅酸鹽,C,C項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。442.(

36、20132.(2013南平高一檢測(cè)南平高一檢測(cè)) )下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( () )A.A.單質(zhì)硅能在空氣中穩(wěn)定存在單質(zhì)硅能在空氣中穩(wěn)定存在B.B.玻璃窯中出來(lái)的氣體的主要成分是二氧化碳玻璃窯中出來(lái)的氣體的主要成分是二氧化碳C.C.二氧化硅可用作半導(dǎo)體材料二氧化硅可用作半導(dǎo)體材料D.SiOD.SiO2 2不能與水反應(yīng)生成不能與水反應(yīng)生成H H2 2SiOSiO3 3, ,所以所以SiOSiO2 2不是酸性氧化物不是酸性氧化物【解析】【解析】選選B B。硅可與氧氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)。硅可與氧氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng), ,單質(zhì)硅不能單質(zhì)硅不能在空氣中穩(wěn)定存在在空氣中穩(wěn)定存在; ;硅可用

37、作半導(dǎo)體材料硅可用作半導(dǎo)體材料;SiO;SiO2 2與與NaOHNaOH反應(yīng)生成反應(yīng)生成NaNa2 2SiOSiO3 3和水和水,SiO,SiO2 2是酸性氧化物。是酸性氧化物。453.(3.(雙選雙選) )下列敘述正確的是下列敘述正確的是( () )A.A.石灰窯、玻璃熔爐出來(lái)的氣體的主要成分相同石灰窯、玻璃熔爐出來(lái)的氣體的主要成分相同B.B.用石灰抹墻和用水泥砌墻過(guò)程的硬化原理相同用石灰抹墻和用水泥砌墻過(guò)程的硬化原理相同C.C.玻璃、陶瓷、水泥容器均不能貯存氫氟酸玻璃、陶瓷、水泥容器均不能貯存氫氟酸D.D.任何酸均不能與酸性氧化物反應(yīng)任何酸均不能與酸性氧化物反應(yīng)46【解析】【解析】選選A

38、A、C C。石灰窯中石灰窯中:CaCO:CaCO3 3 CaO+CO CaO+CO2 2,玻璃熔爐中玻璃熔爐中:SiO:SiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 Na Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2,SiOSiO2 2+CaCO+CaCO3 3 CaSiO CaSiO3 3+CO+CO2 2,A,A選項(xiàng)正確。用石灰抹墻的反選項(xiàng)正確。用石灰抹墻的反應(yīng)為應(yīng)為Ca(OH)Ca(OH)2 2+CO+CO2 2=CaCO=CaCO3 3+H+H2 2O,O,因?yàn)樯呻y溶物質(zhì)因?yàn)樯呻y溶物質(zhì)CaCOCaCO3 3以以及水分的蒸發(fā)而變硬及水分的蒸發(fā)而變硬, ,水泥的硬化是水泥加水成漿后水泥的硬化是水泥加水成漿后, ,發(fā)生復(fù)雜發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化的物理、化學(xué)