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11-12高一上化学必修1练习--专题三第三单元含硅矿物与信息材料（苏教版）

※基本信息※
- 资料类型：专题训练
- 教材版本：不限
- 适用学校：不限
- 所需点数：1点
- 资料来源：收集
- 资料作者：
- 资料大小：605.66KB
- 资料上传：admin
- 资料审核：
- 下载次数：78
- 更新时间：2011-08-28 10:37:04
- 上传时间：2011-08-28 10:39:39
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※资料简介※
2011-2012学年苏教版化学必修1同步练习
专题三第三单元含硅矿物与信息材料
一、教学内容
含硅矿物与信息材料

二、考点清单
1、了解地壳中硅元素的含量，知道硅元素在自然界中的主要存在形式
2、了解硅酸盐工业及其产品
3、了解硅及二氧化硅的重要性质及用途。
4、了解工业上高纯硅的制备方法

三、全面突破
知识点1：硅酸盐矿物与硅酸盐产品
一）硅的存在：
（1）在地壳中的含量仅次于氧，居于第二位；
（2）在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅。如SiO2、硅酸盐等；

二）硅酸盐及其性质
（1）硅酸盐组成的表示方法
①盐化学式法
如：硅酸钠：Na2SiO3、硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。
②盐氧化物法
将硅酸钠（Na2SiO3）改写为氧化物形式：（Na2O•SiO2），如将滑石[Mg3（Si4O10）（OH）2]改写为氧化物形式：（3MgO•4SiO2•H2O），将钠长石（NaAlSi3O8）改写为氧化物形式：（Na2O•Al2O3•6SiO2）
（2）硅酸盐的性质
①在硅酸盐中，只有极少数的硅酸盐溶于水，Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种
②Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”，粘稠状，有弱碱性，能粘结磨口玻璃瓶塞。水玻璃可作粘合剂、防腐剂、耐火材料等。
③Na2SiO3溶液呈碱性，易吸收空气中的CO2，化学方程式：Na2SiO3 + CO2+ H2O = Na2CO3 + H2SiO3 ↓因此Na2SiO3溶液要密封保存。

三）硅酸盐产品
1、传统的硅酸盐产品
（1）水泥
主要原料：石灰石、黏土（黏土的主要成分为铝的硅酸盐矿物）
普通水泥的主要成分是：
硅酸三钙（3CaO•SiO2）、硅酸二钙（2CaO•SiO2）和铝酸三钙（3CaO•Al2O3）等。
说明：水泥是一种非常重要的建筑材料，水泥最重要的性质就是水硬性，即跟水混合搅拌并静置后，很容易凝固变硬。
（2）玻璃
主要原料：石英、纯碱、石灰石
反应方程式：
SiO2 + Na2CO3   Na2SiO3 + CO2↑     SiO2 + CaCO3   CaSiO3 + CO2↑
说明：①玻璃的种类有普通玻璃、钢化玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没有固定的熔沸点。
②比较水泥和玻璃的生产方法
硅酸盐产品水泥玻璃
主要设备水泥回转窑玻璃熔炉
原料石灰石和黏土纯碱、石灰石、石英（过量）
反应原理发生复杂的物理—化学变化（不作要求） Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑
CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2↑
主要成分 3CaO•SiO2、2CaO•SiO2、
3CaO•Al2O3 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
反应条件高温高温
（3）陶瓷
主要原料：黏土（其主要成分为Al2O3•2SiO2•2H2O）
中国瓷都：景德镇；陶都：宜兴
2、信息材料――光导纤维：它的主要成分是SiO2，是目前应用最广的信息材料，它有信息传输量大，信号准确，便于铺设，耐磨耐腐蚀，使用寿命长等优点。一条通常的光缆可以同时传输十亿门电话的信号。
3、分子筛：
许多硅酸盐具有多孔的结构，孔的大小与一般分子的大小相当，而且组成不同的硅酸盐的孔径不同.因此这些硅酸盐具有“筛分”分子的作用，人们把它们称为分子筛（molecular sieve）. 分子筛常用于分离、提纯气体或液体混合物。作干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体，用于净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工等方面。

例1. 高岭土的组成可表示为Al2Si¬2Ox（OH）y，其中x、y的数值分别是（    ）
A. 7、2      B. 5、4       C. 6、3       D. 3、6
【解析】解答此题涉及两个未知数x、y，但由化合价规则只能列出一个方程，因而本题要用解不定式方程的知识。根据化合价规则，Al为＋3价，Si为＋4价，O为－2价，OH为－1价，则有
2×（＋3）＋2×（＋4）＋x×（－2）＋y×（－1）＝0，化简得2x＋y＝14，将A～D中的x、y值代入，只有B项符合方程。
【答案】B

例2. 三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8•nH2O改写成氧化物的形式为______，它中和胃酸（HCl）的化学方程式是_________________________。
【解析】本题若直接写三硅酸镁与盐酸的反应，很多学生会感到无从入手或写错方程式。但若能将此硅酸盐改写成氧化物的形式，便可看出该反应可看作是判断碱性氧化物（MgO）、酸性氧化物（SiO2）能否与盐酸反应的问题。
【答案】2MgO•3SiO2•nH2O；
2MgO•3SiO2•nH2O＋4HCl=2MgCl2＋3SiO2＋（n＋2）H2O。

知识点2：硅
硅单质用途广泛，但自然界中却没有硅单质。工业上是如何制取硅单质的呢？
1、硅的制取
SiO2＋2C Si＋2CO↑    Si＋2Cl2 SiCl4
SiCl4 ＋2H2   Si ＋4HCl
2、硅的物理性质：熔沸点很高，硬度很大。
3、硅的化学性质。
单质硅在常温下比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应，但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。在加热时能跟O2等物质发生反应。
Si+O2 SiO2   Si + 2F2 = SiF4      Si + 4HF = SiF4↑ + 2H2↑
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
4、硅的主要用途：半导体材料，集成电路，主要应用于电子工业。
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