2020-2021學(xué)年蘇教版必修1專題3第3單元含硅礦物與信息材料課件

2024/3/112020—2021學(xué)年蘇教版必修1專題3第3單元含硅礦物與信息材料課件②氧化物法與大多數(shù)其他鹽不同,硅酸鹽的組成相當(dāng)復(fù)雜。如鋯石(ZrSiO4)、紅柱石(Al2SiO5)、鈣鋁石榴子石(Ca3Al2Si3O12)、鎂橄欖石(Mg2SiO4)。它們種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,組成各異,通常用氧化物的形式表示它們的組成。氧化物的書寫順序:活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→SiO2→H2O。上述四種硅酸鹽用氧化物形式表示為

、

、

、

。2.硅酸鹽產(chǎn)品(1)三大硅酸鹽產(chǎn)品①水泥原料:

、

。設(shè)備:

。反應(yīng)進(jìn)行的條件:

。石膏的作用:調(diào)節(jié)水泥的硬化速度。ZrO2·SiO2Al2O3·SiO2

3CaO·Al2O3·3SiO22MgO·SiO2石灰石黏土水泥回轉(zhuǎn)窯高溫②玻璃原料:

、

、

。設(shè)備:

。反應(yīng)進(jìn)行的條件:

。普通玻璃的組成一般為

,玻璃屬于混合物,沒有固定的熔、沸點。種類有

、

、

、

等。③陶瓷主要原料:

。(2)分子篩許多硅酸鹽具有多孔的結(jié)構(gòu),組成不同的硅酸鹽具有篩分分子的作用,常用于分離、提純氣體或液體混合物,還可作干燥劑、離子交換劑、催化劑及催化劑載體等。純堿石灰石石英玻璃熔爐高溫Na2O·CaO·6SiO2鋼化玻璃有色玻璃光學(xué)玻璃防彈玻璃黏土3.硅酸鈉硅酸鈉是一種

色固體,能溶于水,其水溶液俗稱

。用Na2SiO3溶液浸泡過的棉花不易燃燒,體現(xiàn)它具有

的功能,因此可作

。按要求完成下列實驗。(1)在盛有飽和硅酸鈉溶液的試管中滴加稀鹽酸,觀察到的現(xiàn)象是

.

,反應(yīng)的化學(xué)方程式是(2)若將少量二氧化碳通入飽和硅酸鈉溶液中,觀察到的現(xiàn)象是

.

,反應(yīng)的化學(xué)方程式是

水玻璃防火劑有白色膠狀沉淀生成有白色膠狀沉淀生成阻燃白【思考1】水玻璃是玻璃嗎?它能盛放在磨口玻璃瓶中嗎?為什么?

提示:水玻璃是Na2SiO3的水溶液,并不是玻璃;它不能盛放在磨口玻璃瓶中,因為它是一種黏合劑,能將塞子和瓶口粘在一起。

二、硅與二氧化硅1.硅單質(zhì)(1)物理性質(zhì)(硅晶體)顏色狀態(tài)熔、沸點硬度導(dǎo)電性灰黑色晶體

.

.導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間高大(2)化學(xué)性質(zhì)①常溫穩(wěn)定,除F2、HF、NaOH溶液外,很難與

、

、

、硫酸等反應(yīng)。②加熱時能與O2、Cl2反應(yīng):

(3)工業(yè)制法(4)用途硅是一種重要的半導(dǎo)體材料,應(yīng)用于電子工業(yè)。O2Cl2硝酸2.SiO2(1)存在

、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。(2)物理性質(zhì)熔、沸點很

,硬度

,難溶于水。(3)化學(xué)性質(zhì)①常溫下性質(zhì)

,不與水、酸(氫氟酸除外)反應(yīng)。②酸性氧化物a.高溫下與CaO反應(yīng):

。b.常溫下與NaOH溶液反應(yīng):

。沙子大高不活潑③特性SiO2能與HF反應(yīng),化學(xué)方程式為

(4)用途用于制

。【思考2】

SiO2難溶于水,故SiO2不是酸性氧化物,對嗎?提示:不對。SiO2雖然難溶于水,但是SiO2能和NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O,所以SiO2是酸性氧化物。

光導(dǎo)纖維核心突破1.三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品比較水泥玻璃陶瓷原料石灰石和黏土純堿、石灰石和石英黏土設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐陶瓷窯反應(yīng)原理在高溫下,發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化在高溫下,發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化。其中的主要反應(yīng)是Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑手工生產(chǎn)陶瓷的過程是原料混合→加工成型→干燥→燒結(jié)→冷卻等主要成分硅酸三鈣(3CaO·SiO2)硅酸二鈣(2CaO·SiO2)鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)Na2SiO3、CaSiO3和過量的SiO2熔化后得到的玻璃態(tài)物質(zhì)成分復(fù)雜主要性質(zhì)水硬性,即細(xì)粉狀水泥遇水后變?yōu)閳杂驳墓腆w玻璃沒有固定的熔、沸點;易被氫氟酸腐蝕;易被堿腐蝕抗氧化、耐酸堿、耐高溫、絕緣、易加工成型等特點,廣泛用于生產(chǎn)和生活中其他水泥的主要用途:非常重要的建筑材料幾種特種玻璃:光學(xué)玻璃、鋼化玻璃、石英玻璃等根據(jù)原料、燒制溫度等的不同,陶瓷器主要分為土器、陶器、瓷器、火石器等環(huán)境問題在生產(chǎn)硅酸鹽產(chǎn)品的過程中,往往會向大氣中排放大量的粉塵而造成大氣污染。生產(chǎn)水泥還需要煤和空氣以提供熱能,煤的燃燒也會排放出煙塵、硫的氧化物、氮的氧化物等而造成大氣污染,因此生產(chǎn)水泥要注意保護(hù)環(huán)境【特別提示】(1)水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽產(chǎn)品都是由多種硅酸鹽組成的混合物,沒有固定的熔、沸點。(2)在水泥制造中石膏的作用是調(diào)節(jié)水泥的硬化速度,不能認(rèn)為石膏是生產(chǎn)原料。2.硅及其化合物的特殊性【特別提示】

(1)能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的單質(zhì)有Al和Si。(2)SiO2既能和氫氟酸反應(yīng),又能和堿反應(yīng),但它不是兩性氧化物。其原因是二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)的產(chǎn)物SiF4不是鹽。3.SiO2與CO2的比較【特別提示】

盛放NaOH、Na2CO3等堿性溶液的試劑瓶選用橡皮塞而不選用玻璃塞的原因:2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O,Na2SiO3溶液是一種礦物膠,有黏性,會使瓶塞和瓶口粘在一起不能打開?？键c精練1.(2017·浙江溫州中學(xué)模擬)下列說法正確的是()A.制普通玻璃的主要原料是燒堿、石灰石、石英B.SiO2是光導(dǎo)纖維的主要成分,晶體硅可用于制作半導(dǎo)體材料C.實驗室用帶玻璃塞的試劑瓶保存氫氧化鈉溶液D.鹽酸可以與硅反應(yīng),故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅B解析:制備普通玻璃的原料是石灰石、純堿和石英,A錯誤;光導(dǎo)纖維是用SiO2制備的,硅是一種半導(dǎo)體材料,B正確;用帶玻璃塞的試劑瓶保存NaOH溶液時,使用過程中粘附在瓶口的NaOH會與玻璃成分中的SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3,使瓶口和塞子粘連在一起無法打開,C錯誤;鹽酸與硅單質(zhì)不能發(fā)生反應(yīng),D錯誤。

2.(2017·浙江臺州高三模擬)下列說法不正確的是()A.單晶硅是石英的主要成分B.鈉鉀合金可用于快中子反應(yīng)堆的熱交換劑C.小蘇打可用于焙制糕點D.水玻璃暴露在空氣中會發(fā)生變質(zhì)A解析:石英的主要成分是SiO2,A不正確;鈉鉀合金常溫下呈液態(tài),可用于快中子反應(yīng)堆的熱交換劑,B正確;小蘇打受熱分解生成CO2氣體,可用于焙制糕點,C正確;硅酸鈉的水溶液稱為水玻璃,酸性:碳酸大于硅酸,則水玻璃暴露在空氣中會與空氣中的CO2、H2O反應(yīng)生成硅酸發(fā)生變質(zhì),D正確。3.(2016·浙江10月選考)下列說法不正確的是()A.氯化鈉可用于配制生理鹽水B.二氧化硅可用于制造玻璃C.海水中的鈉元素以單質(zhì)存在D.氧化鎂(熔點2800℃)是優(yōu)良的耐高溫材料C解析:海水中的鈉元素以化合物形式存在。4.(2017·浙江臺州高三選考科目測試)鳳凰石是一種用于建材裝飾的硅酸鹽礦物,已知某地出產(chǎn)的鳳凰石可看作由主要成分硅酸銅鹽X·3H2O(摩爾質(zhì)量=334g/mol)與含氧酸鹽雜質(zhì)Y共同組成,X、Y均含三種元素,工業(yè)上利用下列流程制備銅鹽,在溶液Ⅱ中滴入KSCN溶液顯血紅色。請回答:(1)雜質(zhì)Y中除氧以外還含有的元素為

(填元素符號),X的化學(xué)式為

。

解析:(1)溶液Ⅱ中含有Fe3+;X是硅酸銅鹽,X、Y的混合物加入足量鹽酸,放出二氧化碳,所以Y中除氧以外還含有的元素為Fe、C,生成氯化銅的物質(zhì)的量為27.0g÷135g/mol