2012届浙江苏教版导航(第1轮)第3单元11讲 含硅矿物与信息材料

硅酸及硅酸盐的性质 【例2】(嘉兴一模)将过量的CO2分别通入：①CaCl2溶 液 ； ②Na2SiO3 溶 液 ； ③Ca(ClO)2 溶 液 ； ④ 饱 和 Na2CO3 溶液；⑤NaAlO2 溶液。最终有沉淀生成的是 ( C ) A．②⑤ B．②③⑤ C．②④⑤ D．①②③④⑤
【解释】过量的CO2通入①CaCl2溶液，无明显现象， 因为不发生反应； ②Na2SiO3溶液，发生反应 2CO2＋Na2SiO3＋2H2O H2SiO3↓＋2NaHCO3； ③Ca(ClO)2溶液，发生反应 2CO2＋Ca(ClO)2＋2H2O Ca(HCO3)2＋2HClO， 无沉淀； ④饱和Na2CO3溶液，发生反应 CO2＋Na2CO3＋H2O 2NaHCO3↓，有沉淀； ⑤NaAlO2溶液，发生反应 CO2＋NaAlO2＋2H2O NaHCO3＋Al(OH)3↓。
【迁移训练2】(绍兴二模)下列物质：①氢氟酸；②浓 H2SO4 ；③烧碱溶液；④Na2CO3 固体；⑤氧化钙；⑥ 浓HNO3，其中在一定条件下能与SiO2反应的有( C ) A．①②⑥ B．全部 C．①③④⑤ D．②③⑥ 【解释】SiO2 只能与酸类物质中的氢氟酸反应；SiO2 为酸性氧化物，与③⑤能反应； Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑是制取玻璃时发 生的一个反应。
【解释】⑤中石灰石的主要成分是碳酸钙，化学式是 CaCO3 ， 高 岭 石 的 主 要 成 分 是 硅 酸 盐 ， 化 学 式 是 Al2(Si2O5)(OH)4 或Al2O3· 2SiO2· 2O，石英、水晶的 2H 主要成分是SiO2。
硅及其化合物的相互转化关系 【例4】(绍兴高级中学模拟)几种含硅元素的物质之间 的相互转化关系如图所示。 试判断：
硅及二氧化硅的性质 【例1】指出下列反应中SiO2 所表现的化学性质或作 用，在A～D选项中选择正确答案填入括号内。 ①SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋H2O( C ) ②SiO2＋Na2CO3 高温 Na2SiO3＋CO2↑( D) 高温 ③SiO2＋2C Si＋2CO↑( B ) ④SiO2＋4HF SiF4↑＋2H2O( A ) A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀 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
【解释】无机非金属材料分为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 料是指我们常说的硅酸盐材料，包括玻璃、水泥、 砖瓦、陶瓷等；新型无机非金属材料是指一些新型 的具有特殊结构和特殊功能的非硅酸盐型材料。新 型无机非金属材料与传统无机非金属材料相比，具 有许多优良性能，如耐高温、耐磨损、耐酸碱腐蚀、 具有压电效应、具有生物功能等。
【解释】本题全面考查SiO2的性质，将所给选项结合 实际一一对应查找。A用来雕刻玻璃，应有氢氟酸 (HF)参与反应；B中氧化性是指反应物SiO2 中Si得电 子，化合价降低；D是挥发性酸酐，应为CO2 而不是 CO；表现酸性氧化物的通性是指SiO2与碱的反应。
【迁移训练1】(2010· 广州综合测试)有些科学家提出硅 是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅 在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说 法不正确的是( D ) A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B．硅可由二氧化硅还原制得 C．常温时硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟 酸反应 D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质 硅 【解释】自然界中无单质硅存在。
材料 类别
主要特性
示例
用途
高温结 能承受 高温 ， 氮化硅 构陶瓷 强度高 陶瓷 半导体 氧化锡 具有 电学 特性 陶瓷 陶瓷
光学 材料 生物 陶瓷 具有 光学 具有 生物 光导纤 特性 维 氧化铝 功能 陶瓷
汽轮机叶片、 轴承、永久性 模 人造骨、人造 关节、接骨螺 钉
2．硅酸盐 (1) 硅 酸 盐 种 类 很 多 ， 常 见 的 可 溶 性 硅 酸 盐 如 水玻璃 _________ ，Na2SiO3 水溶液俗称_________ ，是一种 硅酸钠 无色黏稠液，常用作黏合剂、耐火材料及防腐剂。硅酸 不溶于水 盐是一类结构复杂的物质，一般都_________ 。化学性 稳定 二氧化硅 质 很 _________ ， 通 常 用 金属氧化物 _________ 和 _________ 的形式表示其组成。 (2)用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成。 SiO ①硅酸钠：Na2SiO3 Na2O· 2 ； _________ CaO· 2 SiO ②硅酸钙：CaSiO3 _________ ； 2SiO2 。 2H ③高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 Al_________· 2O 2O3·
(2)普通玻璃 纯碱、石灰石、石英 ①主要原料： _____________________________ 。 ： SiO2＋Na2CO3 高温 Na2SiO3＋ ② 主 要 化 学 方 程 式 _____________________________ 高温 CO2↑ ，CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2 ______________________________________↑。 Na2SiO3、CaSiO3和SiO2 ③主要成分： _____________________________ 。 ④特种玻璃：石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃、有色玻 璃等。 3．新型无机非金属材料的种类和用途
一、半导体材料硅和二氧化硅 1．半导体材料与单质硅 导体 绝缘体 (1)半导体材料指导电能力介于_______和_________ 之间的一类材料，最早使用的半导体材料是锗，现被广泛 硅 使用的半导体材料是 ______ ，它在地壳中的含量仅次于 氧 _________ 。 (2)单质硅有晶体硅和无定形硅两种，晶体硅是灰黑 色、有金属光泽、硬而脆的固体。 游离 化合 (3)自然界中没有 _________ 态的硅，常见的 _________ SiO2 硅酸盐 态的硅有 _________ 和 _________ 。工业上，用焦炭在电炉 中 还 原 SiO2 得 到 粗 硅 ， 化 学 方 程 式 为 SiO2＋2C Si＋2CO↑ _____________________________ _________ 。
(1)写出下列几种物质的化学式： A________，B________，C________，D________， E________，F________。
【解释】 本题考查含硅物质之间的转化，可从B作为突
硅酸盐工业 【例2】下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是 ( BD) A．传统无机非金属材料是指：玻璃、水泥、陶瓷 等硅酸盐材料 B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金 属材料的缺点，但强度比较差 C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度 大、耐磨损、密度小等优点 D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的 主要成分都是硅酸盐
特别提醒：硅酸盐由于组成比较复杂，常用氧化 物形式来表示。 氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧 化物→二氧化硅→水。 氧化物前计量数配平原则：除氧元素外，其他元 素按配平前后原子个数守恒原则配平计量数。 注意事项：①氧化物之间以“·”隔开；②计量数配 置出现分数应化为整数。
三、无机非金属材料 硅酸盐工业简介 1．含义：以_________为原料，高温条件下发生复 含硅物质 杂的物理及化学变化，冷却后得到硅酸盐产品。 2．传统无机非金属材料 (1)普通水泥 ①主要原料： _________________ 。 石灰石、黏土 ② 主 要 成 分 ( 写 出 名 称 和 化 学 硅酸三钙3CaO· 2、硅酸二钙2CaO· 2、铝 SiO SiO 式)_____________________________________________ 酸三钙3CaO· 2O3 Al __________________ 。 水硬 ③主要性能： _________性。
3．光导纤维 (1)主要成分： _________ 。 SiO2 (2)用途：通讯、能量传输、信息处理、遥测遥控、医疗 器械等。 (3)优点：耐腐蚀、传送量大、损耗少、抗干扰等。 二、硅酸、硅酸盐 1．硅酸 (1)性质 硅酸是_________溶于水的弱酸，其酸性比碳酸弱，硅酸 难 不能使紫色石蕊试液变红色。 △ H2SiO3 SiO2＋H2O ①硅酸不稳定，受热易分解： ________________________。 ②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为 _____________________________ _________ _________ 。 H2SiO3＋2NaOH Na2SiO3＋2H2O
【答案】 (1)27.2 (2)⑤④②⑥⑦⑧⑨ (3)往容量瓶内加适量水，塞好瓶塞，用另一只手的五 指托住瓶底，把瓶倒立过来，如不漏水，把瓶塞旋转 180℃后塞紧，再把瓶倒立过来，若不漏水，才使能用 (4)①偏低 ②偏高 ③偏低 ④偏高
【迁移训练3】下列叙述正确的是( D )
①氧化铝是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火 坩埚 ②氧化铁常用作红色油漆和涂料 ③硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料 ④以纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃 ⑤石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成分都是SiO2 A．①③④⑤ B．②③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④
(2)二氧化硅的化学性质。 例 ： ① 与 碱 反 应 ： 如 与 NaOH 反 应 ： SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋H2O _____________________________ _________ 。 ② 与 盐 反 应 ： 如 与 CaCO3 反 应 ： 高温 ____________________________________________ 。 SiO2＋CaCO3 CaSiO3＋CO2↑ SiO2＋Na CO3 高温 Na2SiO3＋CO2↑ 与Na2CO3反应： _________2____________________。 高温 SiO2＋CaO CaSiO3 ③与碱性氧化物反应： ____________________ ______。 特性：④与HF反应：_____________________________ SiO2＋4HF SiF4↑＋2H2O (用于雕刻玻璃)，不与其他酸反应。 高温 SiO2＋2C Si＋2CO↑ ⑤与C反应： _____________________________ 。 自然界中的石英、玛瑙(含杂质的石英)的主要成分都是 SiO2。