無機非金屬材料主角-硅

第一節(jié)無機非金屬材料的主角——硅第四章第2課時硅酸鹽和單質(zhì)硅第四章新情境·激趣入題方法警示探究新知識·預習探究新思維·名師講堂新提升·達標作業(yè)新視點·專家博客新考題·隨堂自測新情境·激趣入題隨處可見的含硅化合物及產(chǎn)品在科學技術(shù)不斷發(fā)展的今天，“硅”已經(jīng)不僅意味著黃土、飛沙、巖石，它已經(jīng)成為高科技的代名詞。如高科技工業(yè)園區(qū)被稱為“硅谷”，并且硅已經(jīng)成為現(xiàn)代電子工業(yè)中的支柱。硅與我們生活密切相關(guān)，除了電子產(chǎn)品的材料中含有硅外，建造房屋所用的水泥、窗戶上的玻璃，日常使用的碗碟，等等，它們都是含硅的物質(zhì)制造出來的。陶瓷是中華民族一項最偉大的創(chuàng)造，具有悠久而輝煌的歷史。原始陶器大約是在1萬年前出現(xiàn)在中國的?！疤铡弊鳛闅v史上第一種人造材料成為人類擺脫蒙昧的時代標志，秦兵馬俑的制造展示了當時的制陶規(guī)模和藝術(shù)水平。瓷器在東漢晚期發(fā)明，至宋朝形成了舉世聞名的“柴”、“汝”、“哥”、“鈞”、“定”、“官”幾大名窖，其制品工藝精湛達到“青如天”、“薄如紙”、“聲如磬”的水平。而陶瓷主要含硅元素。相傳第一批瓷器抵達歐洲時，歐洲人面對這玲瓏剔透的瓷器愛不釋手，贊不絕口，一時不知如何稱呼它，這樣的好東西來自中國，干脆就叫它“中國”吧！這里的陶瓷是一種重要的硅酸鹽產(chǎn)品。本課時的問題：Na2SiO3有哪些重要性質(zhì)、用途？玻璃、陶瓷、水泥是如何制備的？硅單質(zhì)有怎樣的性質(zhì)和用途？新知識·預習探究●學習目標1．了解硅酸鹽的性質(zhì)及組成的表示方法。2．了解硅的性質(zhì)和用途。3．了解幾種重要無機非金屬材料的生產(chǎn)及用途?！裥轮A習1．硅酸鹽是由____、_____和______元素組成的化合物的總稱。最簡單的硅酸鹽是________，它是________固體，________溶于水，水溶液俗稱________，是無色黏稠狀的液體，是一種礦物膠。2．向Na2SiO3溶液中分別滴加鹽酸和通入少量CO2，發(fā)生反應的離子方程式為：______________________、______________________________________________。3．硅單質(zhì)分為________和___________兩種。晶體硅的結(jié)構(gòu)和________相似，常溫下化學性質(zhì)不活潑。硅

氧

金屬

硅酸鈉

白色

可

水玻璃

晶體硅

無定形硅

金剛石

●自主探究1．不法商人常用玻璃加工成“水晶”并高價出售給消費者，作為一個高中生，你有區(qū)分水晶和玻璃的簡單方法嗎？提示：水晶是一種高純度的二氧化硅，而玻璃是由硅酸鈉、二氧化硅等原料加工而成，從元素種類上看玻璃中必含有一定量的鈉元素，只要你有辦法能區(qū)分是否含有鈉元素，則相信你就一定有方法。查閱資料，鈉元素具有焰色反應這一特殊性質(zhì)，即將市售水晶球(最好是破損的部分)放在酒精噴燈上灼燒，火焰呈黃色，說明是假貨。新思維·名師講堂●思維導圖硅酸鹽(3)實驗探究硅酸鈉的性質(zhì)①耐火性②堿性(4)用途：①制備硅酸和硅膠；②用作黏合劑、防腐劑；③用作木材防火劑。3．硅酸鹽產(chǎn)品(1)傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品(2)新型功能材料●典例剖析

【答案】D

東京電力公司于2011年4月5日表示，向福島第一核電站2號機組下方碎石注入俗稱水玻璃的Na2SiO3溶液后，放射性污水的泄漏有所減少。下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中，不正確的是()A．水玻璃是一種礦物膠，既不燃燒也不易被腐蝕B．在建筑工業(yè)上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料C．木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D．水玻璃的化學性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì)【答案】D

●活學巧練1．鉀長石(KAlSi3O8)風化生成高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]時反應的離子方程式為：2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O===2K＋＋2HCO＋4H2SiO3＋Al2Si2O5(OH)4(1)將上述復雜硅酸鹽改寫成氧化物形式：①KAlSi3O8_____________________________________；②Al2Si2O5(OH)4_______________________________________。(2)上述反應能夠發(fā)生的原因是_____________________?！敬鸢浮?1)①K2O·Al2O3·6SiO2②Al2O3·2SiO2·2H2O(2)H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性強2．(2014·經(jīng)典習題選萃)下列敘述正確的是()A．Na2SiO3是硅酸鹽，所以不溶于水B．電影銀幕用水玻璃浸泡，主要是為了防腐C．建筑工業(yè)常用水玻璃作黏合劑D．用水玻璃浸泡鐵道的木制枕木，主要是為了防火【解析】Na2SiO3既是硅酸鹽，又是鈉鹽，硅酸鹽大多難溶于水，而鈉鹽均易溶于水；浸泡銀幕主要是為了防火，而浸泡枕木主要是為了防腐；水玻璃有黏合作用，常作黏合劑?！敬鸢浮緾●思維導圖硅單質(zhì)●細品教材1．分類：晶體(有單晶、多晶兩種)和無定形兩類。2．晶體硅的物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)類似于金剛石，帶有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高、硬度大、有脆性，導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料?！竦淅饰鯝、B、C、D、E五種含硅元素的物質(zhì)，相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：(1)推斷A～E的化學式：A________，B________，C________，D________，E________。(2)①寫出B→A的化學方程式______________________。②A→C的離子方程式_____________________________?！窕顚W巧練3．(2013·汶上一中高一期末)下面關(guān)于硅的敘述中，正確的是()A．硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應B．硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素，硅在地殼中的含量在所有的元素中居第一位C．硅的化學性質(zhì)不活潑，在自然界中可以以游離態(tài)存在D．硅在電子工業(yè)中，是重要的半導體材料【解析】常溫下硅的化學性質(zhì)不活潑，只能與F2、HF和強堿溶液反應，A項錯誤；在地殼中含量居第一位的是氧元素，B項錯誤；硅是親氧元素，自然界中沒有游離態(tài)的硅，C項錯誤?！敬鸢浮緿新考題·隨堂自測1．下列裝修材料中，主要成分不屬于硅酸鹽的是()A．陶瓷 B．大理石C．玻璃 D．水泥【解析】硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，大理石的主要成分為CaCO3，所以不屬于硅酸鹽材料?！敬鸢浮緽2．(2013·桐城十中高一期末)硅及其化合物在材料領(lǐng)域中應用廣泛。下列敘述中，正確的是()A．晶體硅是良好的半導體材料B．硅是地殼中含量最多的元素C．SiO2不溶于水，也不溶于任何酸D．用帶玻璃瓶塞的試劑瓶盛放NaOH溶液【解析】B．氧是地殼中含量最多的元素；C.SiO2不溶于大部分酸，但溶于HF；D.用帶橡膠塞的試劑瓶盛放NaOH溶液?！敬鸢浮緼3．(2013·廣雅中學高一期末)下列關(guān)于硅元素的說法，不正確的是()A．光導纖維的主要成分是二氧化硅B．二氧化硅可以和水直接反應來制取硅酸C．硅可用作太陽能電池D．硅酸鈉是制備硅膠和木材防火劑等的原料【解析】SiO2難溶于水且不和水反應?！敬鸢浮緽4．(2013·應縣一中高一期末)將鐵、鋁、硅的混合物分為等質(zhì)量的兩份，一份跟足量的NaOH溶液反應，另一份跟足量稀H2SO4反應，最終產(chǎn)生的H2一樣多，則鐵與硅物質(zhì)的量之比為()A．21 B．41C．11 D．31【答案】A

5．(2013·吉安市高一期末)由A元素組成的一種單質(zhì)是重要的半導體材料，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，C與燒堿反應生成含A元素的化合物D。(1)列舉化合物D的兩種用途：_____________________________________________。(2)下列物質(zhì)的主要成分為C的有________(填字母)。a．沙子 b．水玻璃c．黏土 d．瑪瑙(3)將C與純堿混合，高溫熔融時也能發(fā)生反應生成D，同時還生成B元素的最高價氧化物E；將E通入足量D的水溶液中，又發(fā)生反應生成含A元素的化合物F。①C與純堿混合高溫熔融時發(fā)生反應的化學方程式為__________________________________________。②E與足量D的水溶液反應的離子方程式為_________________________________________________。新提升·達標作業(yè)（點此鏈接）新