無(wú)機(jī)非金屬材料 學(xué)案

1、循著圖示想一想特色特性記一記可作干處劑1.特殊的存在形式：C金剛石、石墨、|caSiOi與NaUH、M茉酸反應(yīng)ACaOSiNaOH，02.特殊的用途：Si半導(dǎo)體材料、太陽(yáng)商能電池板SiO2H2SiO3光導(dǎo)纖維硅膠可作干燥劑半導(dǎo)體材料NSilkIICINa2SiO3(水玻璃)黏合劑、耐火阻燃材料3.特殊的表示方法：硅酸鹽可以用氧化物的形式表示如Na2SiO3-Na2O-SiO24.特殊的性質(zhì):(1)Si與NaOH溶液的反應(yīng):Si+2NaOH+H2O=N2SiO3+2H2f(2)SiO2能溶于氫氟酸:SiO2+4HF=SiF4f2H2O(3)H2cO3的酸性強(qiáng)于H2siO3：Na2siO3+H2O

2、+CO2=N2CO3+H2SiO3；(4)粗硅的制備：SiO2+2C=高=Si+2COf考點(diǎn)一|Si、SiO2、H2SiO3的性質(zhì)記牢主干知識(shí).硅元素的原子結(jié)構(gòu)與存在硅元素在地殼中含量為第三位，在周期表中位置為第3周期，第史A族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，在自然界中只以化合態(tài)形式存在。圖為，在自然界中只以化合態(tài)形式存在。.單質(zhì)硅與半導(dǎo)體材料(1)Si的物理性質(zhì)灰黑色固體，有金屬光澤，熔點(diǎn)高、硬度大、有脆性。(2)Si的化學(xué)性質(zhì)不能被濃硫酸、悵硝尸酸等界：不能被濃硫酸、悵硝尸酸等界：i口匕孔TL化”可常溫三方J氫氟酸.NaOH溶液反應(yīng);學(xué)叁寫尊應(yīng)面冏3與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Si+4HF=Si41+2

3、H,T；2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：Si+2NaOH+H2O=NaSiO3+2H2T；與O2反應(yīng)：Si+O2=2iO2。用途半導(dǎo)體材料制晶體管、集成電路、硅芯片、太陽(yáng)能電池、硅合金等。.二氧化硅與光導(dǎo)纖維(1)二氧化硅存在在自然界中主要存在：沙子、石英、水晶。(2)二氧化硅物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高，硬度大。(3)二氧化硅化學(xué)性質(zhì)(4)二氧化硅用途制造電子部件、光學(xué)儀器、光導(dǎo)纖維，生產(chǎn)水泥、玻璃等硅酸鹽產(chǎn)品，水晶可制作飾品。(5)光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維既可用來(lái)制造高性能的現(xiàn)代通訊材料，又可用于能量傳輸、信息處理、遙測(cè)遙控和醫(yī)療器械制造等方面。.硅酸雎溶于水酸性比碳襁起叟：陽(yáng)聲10出如112口一地(出H圓

4、馬H蔚。;且SLO2+H2O可格性璐酸鹽與鹽輜等反應(yīng)制哥.M%XiQ#HC=2.虱+114川)硅股可用H碓化劑的載體和袋裝食品、瓶裝的品等的干燃劑硅及其化合物的特性.硅單質(zhì)的特性(1)Si的還原性強(qiáng)于C,但C卻在高溫下還原出Si：SiO2+2C星=Si+2COT。(2)非金屬單質(zhì)與堿液作用一般無(wú)H2放出，但Si與堿液作用卻放出H2：Si+2NaOH+H2O=N3SiO3+2H2f。(3)非金屬單質(zhì)一般不能與非氧化性酸作用，但Si能與HF作用：Si+4HF=SiF4f+2H2f。(4)非金屬單質(zhì)大多為絕緣體，但Si為半導(dǎo)體。2.含硅化合物的特性物質(zhì)一般規(guī)律含硅化合物的特性Si02酸性氧化物一般與

5、水反應(yīng)生成相應(yīng)酸Si02不溶于水，不與水反應(yīng)酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)Si02+4HF=SiI4f+2H20H2sR“較強(qiáng)酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)的一般規(guī)律，H2c03酸性強(qiáng)于H2si03Na2SiO3+C02+H2O=Na2CO3+H2Si03；以下反應(yīng)不能說(shuō)明酸性的強(qiáng)弱Na2CO3+SiO2=高溫=Na2SiO3+CO2fCaCO3+SiO2=高溫=CaSiO3+C02f無(wú)機(jī)酸一般易溶于水硅酸難溶于水考點(diǎn)二1硅酸鹽與無(wú)機(jī)非金屬材料記牢主干知識(shí).硅酸鹽(1)硅酸鹽：是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的重要成分。(2)硅酸鹽組成的表示方法：通常用二氧化硅和金屬氧化物

6、的組合形式表示硅酸鹽的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na20so2，長(zhǎng)石(KAlSi3O8)可表示為K2O.Al2O3.6SiO2。(3)硅酸鈉：白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。與酸性較硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)：a.與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na與O?+2HCl=2NaCl+HSiOsJ。b.與CO2水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SiOg+H9O+CO=NaCOg+HfiO,J。用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。.無(wú)機(jī)非金屬材料(1)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。常見硅酸鹽材料比較水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏

7、土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔窯陶瓷窯玻璃生產(chǎn)中的兩個(gè)重要反應(yīng)：Na2cO3+SiO2=高暹的a2SiO3+CO2R；CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2T。(2)新型無(wú)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。練通基礎(chǔ)小題一、基礎(chǔ)知識(shí)全面練.判斷正誤(正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”)。(1)玻璃是一種晶體，有較高的熔點(diǎn)(X)(2)水玻璃是一種特殊的玻璃，泡花堿屬于堿(X)(3)向一定濃度的Na2SiO3溶液中通入適量CO2出現(xiàn)白色沉淀，證明H2CO3的酸性比H2siO3的酸性強(qiáng)(J)(4)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料(J)(5)新型無(wú)機(jī)非金屬材料克

8、服了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的許多缺點(diǎn)(J)(6)高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)(J)(7)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、瑪瑙都屬于硅酸鹽產(chǎn)品(X)(8)2MgO.SiO2中的酸根陰離子為SiO2-(X).填寫下列材料主要成分的化學(xué)式。TOC o 1-5 h z(1)剛玉；(2)大理石、石灰石；(3)普通玻璃；(4)石英、水晶。答案：(1)Al2O3(2)CaCO3(3)Na2siO3、CaSiO3、SiO2(4)SiO2二、?？碱}點(diǎn)分組練題點(diǎn)(一)無(wú)機(jī)非金屬材料1下列說(shuō)法正確的是()A.)硅膠可用作食品干燥劑B.玻璃容器可長(zhǎng)期盛放各種酸C.Mg2+、H+、SiOg-、

9、SO4-在水溶液中能大量共存D.合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型非金屬材料解析：選A氫氟酸不能用玻璃瓶盛放，B錯(cuò)誤；Mg2+、H+與SiO2-反應(yīng)生成H2SiO3沉淀而不能大量共存，C錯(cuò)誤；合成纖維屬于有機(jī)合成材料，D錯(cuò)誤。易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示硅及其化合物在常用物質(zhì)中的易錯(cuò)點(diǎn)2.大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來(lái)的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式或用途不相符的一組是()選項(xiàng)俗名主要成分(化學(xué)式)用途A石英SiO2集成電路B純堿Na2cO3制備玻璃C水玻璃Na2SiO3制備硅膠D鐵紅氏203用作油漆和涂料解析：選A石英主要用于生產(chǎn)玻璃和光導(dǎo)纖維等，晶體硅才用于制作集成電路。(1)用作半導(dǎo)體材料的是晶

10、體硅而不是SiO2,用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2而不是硅，計(jì)算機(jī)芯片的成分是晶體硅而不是SiO2。(2)水晶、石英、瑪瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2,而不是硅酸鹽。(3)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸鹽。題點(diǎn)(二)復(fù)雜硅酸鹽成分的表示方法3.SiO2是硅酸鹽玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可寫成Na2OCaO-6SiO2。盛放NaOH溶液的試劑瓶若用玻璃塞容易形成瓶體與瓶塞粘連，而無(wú)法打開，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為長(zhǎng)石是鋁硅酸鹽，不同類長(zhǎng)石其氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同。由鈉長(zhǎng)石化學(xué)式NaAlSi3O8可推知鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式為。解析：玻璃的成分

11、中含有SiO2,能與NaOH溶液反應(yīng)生成粘性很強(qiáng)的Na2SiO3而發(fā)生粘連，反應(yīng)方程式為SiO2+2NaOH=NgiO3+H2O。由于鈣長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石中氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同，鈉長(zhǎng)石中鈉與鋁的原子個(gè)數(shù)比為1：1,擴(kuò)2倍后可知鈣長(zhǎng)石中鈣和鋁的原子個(gè)數(shù)比為1：2。鈉長(zhǎng)石中氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為耳，則鈣長(zhǎng)石用氧化物的形式表示5+8為CaO-Al2O3-nSiO2,因此：1+3+2n=8,n=2,鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式為CaO-Al2O3-2SiO2,即為CaAl2Si2O8。答案：SiO2+2NaOH=NSiO3+H20CaAl2Si2O84.胃舒平主要成分是氫氧化鋁，同時(shí)含有三硅酸鎂(Mg?Si308sH

12、2。)等化合物。(1)三硅酸鎂的氧化物形式為AI2O3、MgO和Si。2都可以制耐火材料，其原因是oA12O3MgO和Si。?都是白色固體A12O3MgO和Si。2都是金屬氧化物A12O3MgO和Si。2都有很高的熔點(diǎn)解析：(DMgzSisOg/HzO改寫成氧化物的形式為2MgO-3Si02sH2。(2)A12O3,MgO和Si。2均具有很高的熔點(diǎn)，故可作為耐火材料。答案：(l)2MgO-3Si02sH2。(2)c探規(guī)尋律探規(guī)尋律硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法(1)氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物一較活潑金屬氧化物一二氧化硅一水。(2)氧化物前系數(shù)的配置原則：除氧元素外，其他元素按配置前后原子個(gè)

13、數(shù)守恒原則配置系數(shù)，且不同氧化物間以“”隔開。當(dāng)系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù)。如正長(zhǎng)石：KAlSi3O8不能寫成JO4Al2O3.3SiO2，應(yīng)寫成K2OAl2O36SiO2o舞堂憧一題串知(高考我體的巧妙利用,課堂串知輛全新設(shè)計(jì))以“高純硅的制備”為載體串聯(lián)硅元素單質(zhì)及其化合物知識(shí)高考載體晶體硅(熔點(diǎn)1410)是良好的半導(dǎo)體材料。由粗硅制純硅的過程如下:Si(粗)一SiCL蒸SiCM純)Si(純)460441100知識(shí)串聯(lián)設(shè)計(jì)工業(yè)上用焦炭與石英砂在高溫下反應(yīng)制取粗硅，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為上述反應(yīng)中的氧化劑是，還原劑是。考查粗硅的制備原理(2)用焦炭和石英砂制取粗硅為什么要隔絕空氣進(jìn)行？考查碳的化學(xué)性質(zhì)粗硅與Cl2加熱到460c時(shí)發(fā)生反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:考查Si的化學(xué)性質(zhì)(4)在1100時(shí)，SiCl4被H2還原的化學(xué)方程式為考查氧化還原方程式的書寫(5)如何通過實(shí)驗(yàn)除去SiO2中混有少量的CaCO3雜質(zhì)？。考查SiO2的性質(zhì)(6)石英既能與NaOH溶液反應(yīng)，又能與氫氟酸反應(yīng)，它是兩性氧化物嗎？。試分別寫出它與NaOH溶液、氫氟酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：。考查SiO2的性質(zhì)(7)中學(xué)化學(xué)中能與NaOH溶液反應(yīng)生成H2的單質(zhì)有哪些？。試分別寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式考查鋁、硅的化學(xué)性質(zhì)(8)陶瓷、水泥、玻璃是常用的硅酸鹽材料，其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料是什么