高高一化学必修一 第四章第一节 硅 ppt课件.ppt

内容概述本章是高中化学集中介绍非金属知识的首章，它是对初中化学中的碳、氢、氧知识的总结，同时又以卤素为代表介绍非金属的典型结构、性质、用途与制法，具有承上启下的作用。本章共分四节，分别讨论几种重要的非金属硅、氯、硫、氮及其化合物的重要性质，是无机化学的重要内容，也是与生产、生活及新科技密切联系的内容，是考试中考查其他理论知识的平台。每一部分都与现实生活联系密切。,氯是典型的非金属元素，其特征性质是强氧化性，它能够氧化除金、铂以外的绝大多数金属，能与水、碱等化合物发生反应，可以将比它活泼性稍差的非金属从其盐或无氧酸中置换出来。硫和氮的氧化物、硫酸和硝酸、氨是生产和生活中重要的化合物，与人类生产和生活密切相关；硅则是信息材料的基础原料与材料，是当今社会不可缺少的重要材料。学习中，要非常重视特性的学习。特性往往是一种物质的利用价值所在，也是考试的考查重点。,重点难点重点：1SiO2的性质。2Cl2的化学性质。3SO2与水的反应。4NO2与水的反应。5SO2和NO2对大气的污染。6浓H2SO4、HNO3的氧化性。7氨的化学性质。,难点：1硅酸盐的丰富性和多样性。2Cl2与水的反应，Cl2与NaOH的反应。3可逆反应，NO2与水的反应。4浓H2SO4、HNO3的氧化性。,课标解读1了解硅在元素周期表中的位置、原子结构特点及重要用途。2掌握SiO2、H2SiO3的化学性质，了解硅酸盐的性质、用途及无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等的用途。3了解Cl的原子结构，掌握Cl2、HClO的化学性质及用途。,4掌握Cl的检验方法，了解卤素单质的活泼性及卤化物的用途。5掌握硫、氮的氧化物的性质，了解它们对环境的危害。6掌握浓H2SO4、浓HNO3的化学性质。7掌握NH3和铵盐的性质、用途及NH3的实验室制法。8了解氮循环对生态平衡的重要作用。了解某些污染物的来源、性质和危害，体会化学对环境保护的重要意义，培养关注社会的意识和责任感。,学法点拨1强化结构性质用途的研究模式，运用结构理论指导元素化合物的学习。2注意对知识的归纳、对比和迁移。Cl2是卤素的一种重要单质，通过对Cl2的学习，找出与其他卤素单质的相似性和差异性，求同存异，强化对非金属元素化合物知识的整体性、规律性的认识。,3重视理论与社会、生活、生产和科技的联系。化学“三废”的排放直接影响我们生活环境的好坏，影响人类生活的品质，要运用所学到的知识去保护我们赖以生存的环境，构建人与自然的和谐社会。4重视化学实验。通过实验提高实验设计能力、动手能力、分析问题和解决化学问题的能力。,第一节无机非金属材料的主角硅(共2课时),光导纤维是一种能利用光的反射作用来传导光线的透明度极高的细丝。以光导纤维为传输媒介的光纤通讯，是将要传送的语言、图像和数据信号等转化为光信号，以光纤进行传输的通讯方式。它克服了声音信号和图像信号在铜丝或铝丝这两种传统媒介中传播损耗大的缺点，并节约了大量金属资源。你知道光导纤维是什么材料制得的吗？,水晶的英文名称为Crystal，别名晶石、水晶石。水晶是一种无色透明的石英结晶体矿物。目前，水晶饰品越来越多地受到关注。例如，一些水晶项链、手链等。水晶和沙子的主要成分都是SiO2，你知道SiO2具有怎样的性质吗？,梳理导引1硅元素的存在和硅原子的结构(1)硅元素的存在在自然界中硅全部以_态存在，硅是构成_和许多矿物的基本元素，在地壳中的含量仅次于_，达到_。_和_是硅的主要存在形式。,(2)硅原子的结构硅原子的最外层上有_个电子，原子结构示意图为_，其原子既不易_电子又不易_电子，主要形成_的化合物。2二氧化硅(1)存在地球上天然的二氧化硅也叫_，是一种坚硬难熔的固体，有_和_两大类。石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅(SiO2)。,(2)结构二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的立体网状结构，晶体中硅原子和氧原子的个数比为_，不存在单个的SiO2分子。在SiO2晶体中，每个Si原子周围结合_O，Si在_，氧原子在_，同时每个O与_Si相连，每个氧原子为_四面体共有。,(3)物理性质二氧化硅是坚硬、难熔的固体，_溶于水，不导电，纯净的二氧化硅晶体无色透明。,(4)化学性质酸性氧化物的性质A与碱性氧化物反应生成盐，高温下SiO2与CaO反应的方程式为：_。B与强碱反应生成盐和水，常温下SiO2与NaOH溶液反应的方程式为：_。由于玻璃中含有SiO2，SiO2与NaOH溶液反应生成的Na2SiO3会黏结玻璃，所以，盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，只能用橡皮塞。,C与碳酸盐在高温下反应，SiO2与CaCO3、Na2CO3反应的方程式分别为：_；_。与氢氟酸反应，反应的方程式为：_，此反应可用于玻璃上雕刻。弱氧化性，SiO2高温下与C作用可制取粗硅，反应的化学方程式为：_。,3硅酸(1)制备硅酸(H2SiO3)不溶于水，其酸性比碳酸的酸性_，通常用_和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。Na2SiO3的水溶液俗称_，常用作黏合剂。往Na2SiO3溶液中加入HCl，能制得硅酸，反应的化学方程式：_。,(2)性质及用途硅酸可与强碱反应生成_和_。硅酸溶于NaOH溶液的反应方程式为_。硅酸的热稳定性差，受热易分解，方程式为_。硅酸浓度较小时可逐渐聚合成胶体溶液_，浓度较大时可形成_的_。_经干燥脱水后得到多孔的_，称为_。硅胶多孔，吸附能力强，常用作_和_。,参考答案：1(1)化合岩石氧26.3%硅的氧化物硅酸盐(2)失去得到四价2(1)硅石结晶形无定形(2)124个四面体的中心4个顶点2个2个(3)不,：,3(1)弱可溶性硅酸盐水玻璃NaSiO32HCl=2NaClH2SiO3(2)盐水H2SiO32NaOH=Na2SiO3H2OH2SiO3 SiO2H2O硅酸溶胶软而透明胶冻状硅酸凝胶硅的凝胶硅酸干凝胶硅胶干燥剂催化剂的载体,问题探究1根据二氧化硅的存在和应用，请你分析以下问题：SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？提示：物理性质：熔点高、硬度大。化学性质：化学稳定性好，除氢氟酸外一般不与其他酸反应，可以与强碱如NaOH等反应，属于酸性氧化物。SiO2的这些性质主要和它的结构有关。SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定。,2如何理解二氧化硅晶体的结构？提示：每个O原子周围连接着2个Si原子，成直线型。每个Si原子周围连接着4个O原子，构成以Si原子为中心的正四面体结构，4个O原子分别位于正四面体的4个顶点上(虚线示型。),每个Si原子通过O原子与周围的4个Si原子连接着，形成1个大的正四面体(虚线示型)：,细品教材1存在二氧化硅广泛存在于自然界中，天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12%，其存在形态有结晶形和无定形两种，石英晶体和水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。空气中存在体积分数约为0.03%的二氧化碳，近年来空气中二氧化碳的含量呈上升趋势，主要原因是人类在生产活动中大量地消耗燃料和破坏森林植被，从而导致了自然界的“温室效应”。,2结构二氧化碳是直线型分子，结构式为O=C=O，而二氧化硅是含有SiO4四面体结构的立体网状结构的晶体，不存在单个的二氧化硅分子。,3性质和用途比较,典例精析【例1】关于二氧化硅，下列叙述不正确的是()A水晶的成分是二氧化硅B二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别C二氧化硅不溶于水，也不能跟水反应生成酸D二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应,【解析】水晶、玛瑙、沙子都含二氧化硅；SiO2晶体不溶于水，也不能与水反应生成H2SiO3，制取H2SiO3是利用可溶性硅酸盐与酸的反应；SiO2虽然是酸性氧化物，但它可以与氢氟酸发生反应：SiO24HF=SiF42H2O，这是它的特性，氢氟酸可用于刻蚀玻璃就是利用了这一性质；CO2在通常状况下为气体，与SiO2物理性质相差很大。【答案】D,【点拔】对元素化合物的性质既要注意其通性，也要记熟其特殊性，如SiO2与氢氟酸的反应。这样对解决问题很有帮助。,【例2】指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在AE选项中选择正确的答案填入括号内。,A作为玻璃的成分被消耗而用于雕刻B氧化性C酸性氧化物的通性D将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E氧化还原反应中Si的化合价没变,【解析】A用来雕刻玻璃，只有氢氟酸能溶解SiO2；B中氧化性是指SiO2中Si的化合价降低；C中酸性氧化物都能与碱反应；D项所指“挥发性酸酐”，只能是CO2；E中前提是氧化还原反应，即其他元素的化合价变了而硅的化合价没变。【答案】(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A,【点拔】SiO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。,二氧化硅是酸性氧化物的原因是()A它溶于水得相应的酸B它对应的水化物是可溶性强酸C它与强碱溶液反应只生成盐和水D它是非金属氧化物【答案】C【解析】判断酸性氧化物的方法是氧化物与碱反应只生成盐和水。,A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。,请填空：(1)形成单质A的原子结构示意图为_，它的最高化合价为_。(2)B的化学式(分子式)为_，B和碳反应生成A和E的化学方程式是_。(3)C的化学式(分子式)为_，D的化学式(分子式)为_。,【答案】,细品教材1硅酸二氧化硅对应的水化物是硅酸，即二氧化硅是硅酸的酸酐。与一般的酸相比，硅酸的组成与结构都复杂得多，常用化学式H2SiO3来简单地表示硅酸。硅酸为白色固体，难溶于水。其酸性极弱，比碳酸还弱，只能与强碱反应，例如,硅酸的热稳定性很弱，受热分解为二氧化硅和水硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”，可做干燥剂，也可以用作催化剂的载体。,2碳酸二氧化碳对应的水化物是碳酸(H2CO3)，二氧化碳是碳酸的酸酐。碳酸的酸性很弱(但比H2SiO3强)，且很不稳定。H2CO3=H2OCO2因此，有关碳酸的化学反应通常用二氧化碳和水来代替。,3硅酸性质的探究实验原理：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。实验步骤：在饱和Na2SiO3溶液中逐滴加入12滴酚酞，再逐滴加入稀盐酸，溶液红色变浅直至消失，停止加入，可以看到先生成的H2SiO3逐渐聚合而形成胶体溶液硅酸溶液。实验现象：加入酚酞后，溶液变红，再滴入稀盐酸，红色变浅，继续加入稀盐酸，红色消失，有白色胶状沉淀生成。实验结论：Na2SiO3的水溶液呈碱性。Na2SiO3溶液能够与稀盐酸反应生成硅酸。H2SiO3胶体最终凝聚成为H2SiO3沉淀。,典例精析【例3】能证明碳酸化硅酸酸性强的实验是()ACO2溶于水生成碳酸，而SiO2不溶于水B高温时发生反应：C碳酸比硅酸受热易分解D将CO2通入Na2SiO3的水溶洲中有白色胶状沉淀生成,【解析】CO2能与Na2SiO3溶液发生复分解反应，利用的是较强酸H2CO3制取较弱酸H2SiO3的原理。【答案】D,【点拨】请注意！D项反应为Na2SiO3H2OCO2=H2SiO3Na2CO3，这与B项反应并不矛盾！因为B项反应之所以发生，主要原因是在高温条件下，可理解为Na2CO3分解为Na2O和CO2，CO2逸出，使Na2O与SiO2反应生成Na2SiO3。,下列关于硅酸的说法正确的是()A硅酸可以由SiO2和水通过化合反应直接制得B由反应Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质C因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应D干燥剂“硅胶”的主要化学成分是硅酸【答案】D【解析】SiO2不能与水直接反应生成硅酸，A错。B中反应是利用了强酸制弱酸的性质，B错。硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C错。,资料备选造房子用的砖、瓦、砂石、水泥、玻璃，吃饭、喝水用的瓷碗、水杯，洗手间的洁具，它们看上去截然不同，其实主要成分都是硅的化合物。虽然人们早在远古时代便使用硅的化合物黏土制造陶器。但直到1823年，瑞典化学家贝采尼乌斯才首次分离出硅元素，并将硅在氧气中燃烧生成二氧化硅，确定硅为一种元素。,中国曾称它为矽，因和锡同音，难于分辨，故于1953年将矽改称为硅。它是构成矿物与岩石的主要元素。在自然界硅无游离态，都存在于化合物中。硅的化合物主要是二氧化硅(硅石)和硅酸盐。例如，花岗岩是由石英、长石、云母混合组成的，石英即是二氧化硅的一种形式，长石和云母是硅酸盐。沙子和砂岩是不纯硅石的变体，是天然硅酸盐岩石风化后的产物。,硅是非金属元素，有无定形和晶体两种同素异形体，晶体硅具有金属光泽和某些金属特性，因此常被称为准金属元素。硅是一种重要的半导体材料，掺微量杂质的硅单晶可用来制造大功率晶体管、整流器和太阳能电池等。二氧化硅(硅石)是最普遍的化合物，在自然界中分布极广，构成各种矿物和岩石。,最重要的晶体硅石是石英。大而透明的石英晶体叫水晶，黑色几乎不透明的石英晶体叫墨晶。石英的硬度为7。石英玻璃能透过紫外线，可以用来制造汞蒸气紫外光灯和光学仪器。自然界中还有无定形的硅石，叫做硅藻土，常用作甘油炸药(硝化甘油)的吸附体，也可作绝热、隔音材料。普通的沙子是制造玻璃、陶瓷、水泥和耐火材料等的原料。硅酸干燥脱水后的产物为硅胶，它有很强的吸附能力，能吸收各种气体，因此常用来作吸附剂、干燥剂和部分催化剂的载体。,陶瓷在我国有悠久的历史，是中华民族古老文明的象征。从西安地区出土的秦始皇陵中大批陶兵马俑，气势宏伟，形象逼真，被认为是世界文化奇迹、人类的文明宝库。唐代的唐三彩、明清景德镇的瓷器均久负盛名。传统陶瓷材料的主要成分是硅酸盐，自然界存在大量天然的硅酸盐，如岩石、土壤等，还有许多矿物如云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。此外，人们为了满足生产和生活的需要，生产了大量人造硅酸盐，主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐具有什么样的性质呢？随着科技的发展，硅酸盐材料又有哪些发展呢？让我们一起来学习本节课，了解有关硅酸盐和单质硅的知识。,硅是常温下化学性质稳定的半导体材料，广泛应用于计算机技术领域。世界上第一台电子管计算机问世时，其总质量达几十吨，占地100多平方米，耗电量大，但计算速度还不如今天的一台微型计算器的计算速度。硅芯片的使用大大减小了计算机的体积与质量，加快了计算速度。现在，人们可以在一块芯片上集成上亿个晶体管，研制出运算速度达每秒几十万亿次的超级计算机。,梳理导引1硅酸盐是_的化合物的总称，分布极广。硅酸盐一般都不溶于水，化学性质很稳定。2硅酸钠(Na2SiO3)的性质、用途Na2SiO3固体俗称泡花碱，水溶液俗称_，是无色粘稠的_体，常作_。放置在空气中会变质，发生反应方程式为：_。,3用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成。硅酸钠：Na2SiO3_硅酸钙：CaSiO3_高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4_4硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下风化为_，并且形成了_。_因其表面积_且一般带_电，能与_、_等数十种生物所需的营养离子，使土壤具有保肥能力。,5无机非金属材料包括了_和_两大类。传统无机非金属材料是指_、_、_等硅酸盐产品。陶瓷是以_为原料，经高温烧结而成的；制普通玻璃的原料有_、_和_；以_和_为主要原料，经研磨混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量_，研成细粉得到普通水泥。,6碳化硅(俗称_)具有_结构，硬度_，可作_；含4%的硅的硅钢具有_，主要用作_；硅橡胶耐_和_，用于制造_；人工制造的分子筛主要作用_等。,7单质硅有_硅和_硅两种。晶体硅的结构与_相似，物理性质有_。晶体硅是良好的_材料；硅是人类将_能转换为_能的常用材料。参考答案：1由硅、氧和金属组成2水玻璃液粘合剂、防腐剂、耐火材料Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO33Na2OSiO2CaOSiO2Al2O32SiO22H2O,4黏土土壤胶体土壤胶体粒子巨大负NHK5传统无机非金属材料新型无机非金属材料陶瓷玻璃水泥黏土纯碱石灰石石英黏土石灰石石膏6金刚砂正四面体大砂纸，砂轮的磨料很高的导磁性变压器铁芯高温低温火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料吸附剂、催化剂7晶体无定形金刚石灰黑色固体，带有金属光泽，熔点高，硬度大，质脆半导体太阳电,问题探究1不法商人常用玻璃加工成“水晶”并高价出售给消费者，作为一个高中生，你有区分水晶和玻璃的简单方法吗？提示：水晶是一种高纯度的二氧化硅，而玻璃是由硅酸钠、二氧化硅等原料加工而成，从元素种类上看，玻璃中必含有一定量的钠元素，只要你有办法能区分是否含有钠元素，则相信你就一定有方法。查阅资料，钠元素具有焰色反应这一特殊性质，即将市售水晶球(最好是破损的部分)放在酒精喷灯上灼烧，火焰呈黄色，说明是假货。,2根据Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2能说明硅酸酸性比碳酸强吗？提示：上述反应不是在溶液中，而是在高温熔融状态下进行，SiO2的沸点很高，其化学反应可以看作是分两步进行的：Na2CO3 Na2OCO2，Na2OSiO2 Na2SiO3，故该反应不能用于比较酸性强弱，但可以说明Na2SiO3的热稳定性比Na2CO3强。其反应原理可理解为用难挥发的物质制易挥发的物质。若在水溶液中，则可以发生如下反应：,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，根据盐与酸反应，能生成其对应的酸，则生成的酸比参加反应的酸的酸性弱，所以，此反应能说明硅酸酸性比碳酸弱。,细品教材1硅酸盐的概念、性质及用途(1)概念：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。(2)硅酸钠(Na2SiO3)：溶于水，其水溶液俗称水玻璃，可用作肥皂填料，防火剂及黏胶剂等。(3)硅酸盐的化学性质硅酸盐有很强的热稳定性，即能耐高温。,硅酸盐易跟酸发生反应。由于硅酸是比碳酸还弱的酸，所以水玻璃易跟碳酸(CO2H2O)及更强的酸反应，生成难溶于水的硅酸，例如：,温馨提示：盛Na2SiO3的试剂瓶应密封，否则吸收空气中CO2和H2O会变质。硅酸钠的耐热性实验步骤：a.取两个小木条或滤纸条，分别放入蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透。b取出稍沥干(不再滴液)后，同时分别在酒精灯外焰点燃。,实验现象：放入蒸馏水吸湿的小木条或滤纸条在酒精灯火焰上，首先变干，后又燃烧，而放入Na2SiO3溶液的小木条或滤纸条在酒精灯火焰上，只是变干，不燃烧。实验结论：Na2SiO3能耐高温，不能燃烧。2硅酸盐组成的表示方法(1)自然界中的存在情况：硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的5%。,(2)硅酸盐组成的表示方法：硅酸盐的种类多、结构复杂，其组成的表示方法有两种。盐化学式法：如硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)，此方法一般适用于组成较简单的硅酸盐。氧化物法：如硅酸钠(Na2OSiO2)、石棉(3MgOCaO4SiO2)、黏土的主要成分(Al2O32SiO22H2O)。,用氧化物的形式表示硅酸盐组成时，各氧化物的一般排列顺序为金属氧化物(较活泼金属的氧化物较不活泼金属的氧化物)二氧化硅水注意事项：氧化物之间以“”隔开；计量数配置出现分数应化为整数。例如：钾长石KAlSi3O8不能写成应写成K2OAl2O36SiO2。,温馨提示：虽然我们采用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成，但硅酸盐并不是由氧化物组成的，不是混合物，是纯净物，属于盐类。,典例精析【例1】美国“911”恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境灾难石棉污染，易使吸入石棉纤维者患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2，其中x、y的值分别为()A5,8 B8,3C3,8D8,5,解析】Ca为2价，Mg为2价，Si为4价，O为2价，OH为1价，则有(2)2(2)x(4)y(2)22(1)20，化简得x2y21。将四个选项中x、y的值代入，只有A符合。【答案】A,【点拔】根据化合价规律，物质中所有显正价的元素所带电荷总数与所有显负价的元素所带电荷总数的绝对值相等，通过此规律即可解题。,【例2】用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中不正确的是()A钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O表示为 Al2O3CaO3SiO23H2OB镁橄榄石Mg2SiO4表示为2MgOSiO2C钾长石KAlSi3O8表示为K2OAl2O33SiO2D高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为 Al2O32SiO22H2O,【解析】硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，顺序为：活泼金属氧化物、二氧化硅、水。【答案】C,【点拔】硅酸盐成分复杂，用氧化物的形式表示则比较单，但切不可认为“Al2O3CaO3SiO23H2O”这种形式代表的是氧化物。,下列关于水玻璃的性质和用途叙述错误的是()A水玻璃是硅酸钠的水溶液，是混合物B在建筑工地上可用作黏合剂C木条或滤纸条浸过水玻璃后，具有防腐蚀性能且不易着火D水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质【答案】D【解析】水玻璃在空气中容易吸收空气中的CO2，生成H2SiO3而变质。,三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡患者的胃酸过多症，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。三硅酸镁晶体化学式为Mg2Si3O8nH2O。(1)用氧化物的形式表示三硅酸镁的化学式。(2)写出该药物中和胃酸的化学方程式。,【解析】用氧化物的形式表示硅酸盐的时候，应注意书写顺序：活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水。第二问若直接写三硅酸镁与盐酸反应，许多同学会感到无从下手。应以氧化物形式书写。碱性氧化物(MgO)能与盐酸反应，而SiO2不能与盐酸反应，可当成杂质，最后写出正确的方程式。【答案】(1)2MgO3SiO2nH2O(2)2MgO3SiO2nH2O4HCl=2MgCl2(n2)H2O3SiO2,【点拔】改写时注意原子守恒；我国著名的数学家华罗庚说过：“把一个比较复杂的问题退成最简单、最原始的问题，把这最简单、最原始问题想通了，想透了，然后再来一个飞跃上升。”这是一个非常精辟的思维方法，用这种方法去思考问题极有意义。把三硅酸镁改写成氧化物的形式，本题就能迎刃而解。,细品教材1传统的硅酸盐产品陶瓷、玻璃和水泥是构成现代生活要素的最重要的无机非金属材料，它们都是以黏土等硅酸盐和其他无机原料在高温下加工而成的具有一些优良性能的工业产品。(1)水泥中加石膏的作用是调节水泥的硬化速度。(2)水泥砂浆是水泥、沙子和水的混合物，水泥、沙子和碎石、水混合成混凝土，与钢筋混合在一起就是钢筋混凝土。,(3)制造玻璃的原料中，石英是过量的，所以普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2按114比例混合在一起得到的物质，因此其成分表示为Na2OCaO6SiO2。而石英玻璃的成分就是SiO2。(4)玻璃不属于晶体，没有固定的熔点，只在一定范围内软化后熔化，称为玻璃态物质。,特别提示：普通玻璃：呈淡绿色，含二价铁。有色玻璃：蓝色玻璃是普通玻璃中加入了Co2O3，红色玻璃是加入Cu2O。变色玻璃：普通玻璃中加入了AgI、AgBr等。光学玻璃：普通玻璃中加入PbO2。钢化玻璃：经普通玻璃熔化后快速冷却制成，与普通玻璃的成分相同。石英玻璃：石英熔化制成。,2新型陶瓷如高温结构陶瓷(工程陶瓷)、压电陶瓷、透明陶瓷和超导陶瓷等，都是人们在继承传统硅酸盐陶瓷的基础上发展创新，研制出的组成各异、性能独特的新型陶瓷。3其他特殊功能的含硅物质如碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、硅橡胶、分子筛等。,4无机非金属材料包括了传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。传统无机非金属材料是指陶瓷、水泥、玻璃等硅酸盐产品；新型陶瓷如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等。,典例精析【例3】下列物质中，不含有硅酸盐的是()A水玻璃B硅芯片C黏土 D普通水泥【解析】水玻璃中含有硅酸钠，普通水泥中含有硅酸钙，黏土含有复杂的硅酸盐，硅芯片中含的是硅单质。【答案】B,【点拔】解此类题需了解常见生活中含硅物质的主要成分，理解化学与生活的关系。,请回答下列问题：(1)下列属于新型无机非金属材料的是()A高强度水泥 B钢化玻璃C氧化铝陶瓷 D光导纤维(2)磷酸钙陶瓷也是一种新型无机非金属材料，它可以用于制成人造骨骼，这是利用这类材料的()A耐高温特性 B电学特性C光学特性 D生物功能,【解析】(1)水泥、玻璃属于硅酸盐材料，是传统无机非金属材料。(2)新型无机非金属材料的四种特性不一定是这类材料的共性，不同的材料具有不同的特性。【答案】(1)CD(2)D【点拔】区分传统的无机非金属材料和新型的无机非金属材料，分析新型无机非金属材料的四种特性及其应用进行判断。,细品教材1物理性质和重要用途硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。晶体硅是灰黑色、有金属光泽硬而脆的固体，熔点、沸点很高，硬度大。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。晶体硅的用途广泛。晶体硅可以用来制造晶体管和光电池，同时硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心。,2化学性质硅元素原子的最外层电子数相同，都有4个电子，化学性质不活泼，常温下除F2、HF酸和强碱外，硅不跟其他物质起反应。在加热时可与一些非金属和其他物质反应。,3硅的工业制法,典例精析【例4】下列关于硅的说法中，不正确的是()A硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应,【解析】硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性也介于金属导体和非金属绝缘体之间，是良好的半导体材料。硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应。【答案】C,【点拔】本题考查硅单质的物理性质和化学性质，要熟练地掌握其性质。,【例5】已知硅可与碱溶液发生下列反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。现将6.9g钠和4.2g硅同时投入足量水中，充分反应后测得溶液体积为500mL，求产生的氢气在标准状况下的体积为多少升？所得溶液的物质的量浓度为多少？【解析】设6.9g金属钠与水反应放出氢气的体积为V1，生成的NaOH的物质的量为n1,4.2g硅与氢氧化钠反应生成氢气的体积为V2，生成的Na2SiO3的物质的量为n2。,经分析可知，4.2g硅与0.3molNaOH恰好完全反应，则：所以，产生的氢气在标准状况下的体积为336L6.72L10.08L，所得溶液的物质的量浓度为0.3molL1【答案】10.08L,0.3molL1,【例6】几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示：,(1)写出图示反应的几种物质的化学式：A_，B_，C_，D_，E_，F_。(2)写出下列反应的化学方程式：BA：_；BE：_。(3)写出下列溶液中反应的离子方程式：AD_；DF_。,【解析】本题的突破点在于A和B，含Si的物质与碳在加强热的条件下能反应的只有Si和SiO2，所以A为Si，B为SiO2，则由Si的相关知识可推出C为H2Si3，D为Na2SiO3，E为CaSiO3，F为H4SiO4。,下列关于硅的说法中，不正确的是()A硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应D加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属反应,【解析】本题考查硅的物理性质、化学性质。【答案】C,有一粗铝，含铁和硅两种杂质，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2。则该粗铝中铁和硅的关系正确的是()A物质的量之比为11 B物质的量之比为21C质量之比为41 D质量之比为21【答案】BC,【点拔】一定量铝与酸或氢氧化钠反应放出的氢气量相等，则据题意可知，粗铝中的铁与酸反应放出的氢气和硅与氢氧化钠反应放出的氢气量相等，依据反应Fe2HCl=FeCl2H2，Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2可知，Fe与Si的物质的量之比为21时产生H2的量相等，而Fe与Si的物质的量之比为21时其质量之比为41。,(2009广东理基22)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料ABCD【答案】C,【点拔】水晶饰物不是硅酸盐制品，主要成分是SiO2；制作光导纤维不是用高纯度的硅单质，主要用SiO2，错，故选C。,资料备选硅及其化合物的特性1非金属单质一般为非导体(石墨能导电)，硅的晶体是良好的半导体材料。2Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO22C Si2CO。3非金属单质跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液作用放出H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。,4非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si4HF=SiF42H2。5酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF作用。6SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。7无机酸一般易于溶水，但H2SiO3难溶于水。8硅酸钠水溶液称泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。,温馨提示：与强碱溶液反应生成H2的固体单质有Si和Al，常作为推断题的突破口。,