考点7 含硅矿物及材料的应用
【考点定位】本考点考查含硅矿物及材料的应用,重点认识硅酸盐的种类及工业制备原理,明确常见无机非金属材料的性质与应用,掌握硅酸盐改写成氧化物形式的方法。
【精确解读】
1.硅酸和硅酸钠
(1)硅酸
硅酸不溶于水,其酸性比碳酸弱,硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。
①硅酸不稳定,受热易分解:H2SiO3=====△SiO2+H2O。
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。
③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强,常用作干燥剂。
(2)硅酸钠(Na2SiO3)
①白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃,有黏性,水溶液显碱性。
②它能与酸性比硅酸强的酸反应,分别写出以下化学方程式:
与盐酸反应:Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓。
与CO2水溶液反应:Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3。
③用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。
2.无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
①常见硅酸盐材料比较
水泥 玻璃 陶瓷
生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土
主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑
②玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3+SiO2=====高温Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2=====高温CaSiO3+CO2↑。
(2)新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
【精细剖析】
1.不要混淆二氧化硅和硅的用途
用于制作光导纤维的是SiO2,用于制作半导体材料、计算机芯片及光伏电池的是晶体硅。
2.熟悉几种常见饰品的主要成分
水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2;珍珠的主要成分是CaCO3;钻石是金刚石;宝石的主要成分是Al2O3。
3.硅酸盐改写成氧化物形式的方法
(1)氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水,不同氧化物间以“•”隔开。
(2)各元素的化合价保持不变,且满足化合价代数和为零,各元素原子个数比符合原来的组成。
(3)当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石:KAlSi3O8不能写成12K2O•12Al2O3•3SiO2,应写成K2O•Al2O3•6SiO2。
【典例剖析】白玉的化学式可用CaxMgySipO22(OH)2表示(也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物表示).
(l)取8.10g白玉粉末灼烧至恒重,固体减少了0.18g,则白玉的摩尔质量为___________________;
(2)另取4.05g白玉粉末加入1mol/L的盐酸l00mL中充分溶解,最终得不溶氧化物2.40g.过滤,将滤液和洗涤液合并后往其中加入足量的铁屑,得到气体336mL(标准状况下),则:
①p=_______;
②白玉的化学式(用氧化物的形式)表示为_____________。
(2)①通过题意知,酸过量,所以不溶物是二氧化硅,根据硅原子守恒得白玉与二氧化硅的关系式,
CaxMgySipO22(0H)2--pSiO2,
1mol pmol
1mol︰pmol= ︰ ,解得p=8;
②4.05g白玉的物质的量为n= =0.005mol;