20222022學(xué)年化學(xué)蘇教版必修1同步教學(xué)案專題3從礦物到基礎(chǔ)材料33含硅礦物與信息材料

第三單元含硅礦物與信息材料第1課時硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品一、硅酸鹽1．概念硅酸鹽是由______________組成的化合物的總稱。2．硅酸鹽的性質(zhì)硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)物質(zhì)，大多________于水，化學(xué)性質(zhì)很________。3．硅酸鹽組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。例如：Na2SiO3：__________________；長石KAlSi3O8：______________________。4．最常見的硅酸鹽——Na2SiO3Na2SiO3的水溶液俗稱________，能制備________和____________。二、三種常見的硅酸產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品原料主要設(shè)備主要成分水泥石灰石、黏土水泥回轉(zhuǎn)窯硅酸二鈣2CaO·SiO2硅酸三鈣3CaO·SiO2鋁酸三鈣3CaO·Al2O3玻璃純堿、石灰石、石英玻璃窯Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土知識點1硅酸鹽的表示方法1．用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，不正確的選項是()A．鈣沸石[Ca(Al2Si3O10·3H2O)]CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB．鎂橄欖石(Mg2SiO4)2MgO·SiO2C．長石(KAlSi3O8)K2O·Al2O3·3SiO2D．高嶺石[Al2Si2O5(OH)4]Al2O3·2SiO2·2H2O2．高嶺土的組成可表示為Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的數(shù)值分別是()A．7、2B．5、4C．6、3D．3、6知識點2硅酸鹽產(chǎn)品3．屬于硅酸鹽材料的是()①水泥②玻璃③陶瓷④水晶A．①③④B．②③④C．①②④D．①②③4．根據(jù)水泥和玻璃的生產(chǎn)，總結(jié)出硅酸鹽工業(yè)的一般特點是()①生成物是硅酸鹽②反響條件是高溫③含有硅的物質(zhì)作原料④反響原理是一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化A．①③B．①②③C．①③④D．①②③④5．以下關(guān)于制取玻璃和水泥的共同特點的表達不正確的選項是()A．生產(chǎn)設(shè)備都是高爐B．原料中都有石灰石C．反響都是在高溫下進行D．發(fā)生的都是復(fù)雜的物理化學(xué)變化練根底落實1．以下關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途表達不正確的選項是()A．水玻璃是一種礦物膠，既不燃燒也不受腐蝕B．在建筑工業(yè)上可作黏合劑耐酸水泥摻料C．木材、織物浸過水玻璃后，具有防腐性能且不易燃燒D．水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì)2．以下說法正確的選項是()A．水玻璃是硅酸鈉B．紅柱石的化學(xué)式為Fe2O3·SiO2C．玻璃、石英、水泥都是硅酸鹽D．普通玻璃的組成一般為Na2O·CaO·6SiO23．Al2O3·2SiO2·2H2O是()A．混合物B．氧化物的結(jié)晶水合物C．硅酸鹽D．氧化物4．以下物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是()A．黏土B．硅藻土C．Al2(Si2O5)(OH)4D．Mg2SiO45．關(guān)于硅酸鹽的以下表達中正確的選項是()①大局部硅酸鹽難溶于水②硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成份③可溶性硅酸鹽中最常見的是Na2SiO3，它的水溶液俗稱水玻璃④硅酸鹽是由氧化物組成的一類鹽，能夠穩(wěn)定存在A．①④B．①②③C．②③④D．①③④練方法技巧6．月球上有豐富的綠柱石(綠寶石)礦藏，其主要化學(xué)成分為BenAl2Si6O18。也可用氧化物形式表示為nBeO·Al2O3·6SiO2，其n值為()A．1B．2C．3練綜合拓展7．某科研小組，用含有少量CaO和Fe2O3的高嶺土(主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O)試驗新型的凈水劑。試驗程序如下：：Al2O3與純堿反響的產(chǎn)物是NaAlO2和CO2。試答復(fù)以下問題：(1)寫出混合物A、B、濾液C、沉淀D的主要成分：A．________；B.________；C.________；D.________。(2)寫出高嶺土與純堿熔融的兩個化學(xué)方程式：__________________________，_______。(3)生成D沉淀的離子方程式為________________________________。(4)該試驗中，熔融高嶺土可以選用的坩堝有____________。A．玻璃坩堝B．瓷坩堝C．氧化鋁坩堝D．鐵坩堝8．氫氧化鋁膠囊、碳酸氫鈉粉劑都曾用來治療胃酸過多。三硅酸鎂(Mg2Si3O8·nH2O)和氫氧化鋁膠囊一樣，且治療時間更持久。將三硅酸鎂寫成氧化物形式：________________，寫出其中和胃酸(主要成分是HCl)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________。9．化合物A、D、E是中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì)，化合物B、C、F中含有兩種相同的元素。這些化合物之間存在如圖的關(guān)系。其中A和B的反響是一種重要化工生產(chǎn)中的主要反響之一，E是一種不可缺少的調(diào)味品，請答復(fù)：(1)在A、C、E中含有相同的元素是______。(2)化合物C的化學(xué)式是______，化合物A的水溶液顯_______________________性(填“酸〞、“堿〞、“中〞)(3)C的水溶液和D能否發(fā)生反響______理由是：______________________________________________。第三單元含硅礦物與信息材料第1課時硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品根底落實一、1．硅、氧和金屬2．不溶穩(wěn)定3．Na2O·SiO2K2O·Al2O3·6SiO24．水玻璃硅膠木材防火劑對點訓(xùn)練1．C2．B[依據(jù)在化合物中正、負化合價的代數(shù)和為零，代入數(shù)值驗證即可。]3．D[水晶的成分是SiO2，不是硅酸鹽。]4．D5．A[高爐是煉鐵的設(shè)備。]課后作業(yè)1．D[Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，是一種礦物膠，通常用作耐火材料，硅酸比碳酸弱，故在空氣中易變質(zhì)生成硅酸：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3。]2．D3.C4．C[硅藻土的主要成分是SiO2，不屬于硅酸鹽。]5．B6．C[將硅酸鹽改寫時，各氧化物按如下順序書寫：按金屬的活潑性順序?qū)懗龈餮趸铩趸琛鶫2O；改寫過程中應(yīng)遵守元素守恒。據(jù)氧原子守恒得：18＝n＋3＋6×2解得n＝3。]7．(1)NaAlO2和Na2SiO3AlCl3和H2SiO3AlCl3H2SiO3(4)D解析將土樣和純堿混勻，加熱熔融時，土樣中的Al2O3和SiO2將與純堿發(fā)生反響，生成偏鋁酸鹽和硅酸鹽，并溶于水中；而CaO、Fe2O3不與純堿反響而成為殘渣。濾液中的偏鋁酸鹽和硅酸鹽與鹽酸反響，得到溶于水的鋁鹽和不溶于水的硅酸。由于陶瓷的成分是硅酸鹽，它和氧化鋁都會與純堿反響，因此，在熔融土樣時只能選用鐵坩堝。8．2MgO·3SiO2·nH2O2MgO·3SiO2·nH2O＋4HCl=2MgCl2＋3SiO2＋(n＋2)H2O9．(1)Na(2)Na2SiO3堿(3)能碳酸的酸性強于硅酸解析由題意信息：A、B、C、D、E、F均為化合物，且A＋B→C＋D的反響條件是高溫，又是化工生產(chǎn)中的主要反響之一，所以，該反響為：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，其他物質(zhì)及性質(zhì)便可順勢而推出。推斷結(jié)果：A．Na2CO3B．SiO2C．Na2SiO3D．COE．NaClF．H2SiO3第2課時二氧化硅與信息材料一、硅元素的存在硅在地殼中的含量僅次于____，硅的________和__________約占地殼質(zhì)量的90%以上；硅原子最外層有____個電子，主要形成______價的化合物。二、二氧化硅的內(nèi)容1．SiO2的存在形式SiO2eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(硅石：二氧化硅,石英：的二,氧化硅\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(：無色透明的晶體,：具有彩色環(huán)帶狀,或?qū)訝?),沙子：含有的石英晶體))2．SiO2的結(jié)構(gòu)每個Si原子與周圍的____個O原子相結(jié)合，每個O原子與____個Si原子相結(jié)合。實際上，二氧化硅晶體是由Si原子和O原子按____的比例所組成的________結(jié)構(gòu)的晶體，我們通常用“SiO2〞表示二氧化硅的組成。3．物理性質(zhì)二氧化硅是__________的固體，________于水。4．化學(xué)性質(zhì)(1)與氫氟酸(HF)反響——HF是惟一可以與SiO2發(fā)生反響的酸：__________________________________________(可用來雕刻玻璃)。(2)SiO2作為酸性氧化物可以和______、____________反響，但與水________。①和堿反響：___________________________________________________________；②和堿性氧化物反響：______________________________。5．二氧化硅的用途(1)以SiO2為主要成分的沙子仍然是根本的建筑材料；(2)電子工業(yè)的重要部件、光學(xué)儀器；(3)是信息高速公路的骨架——__________的主要成分；(4)用石英、瑪瑙制作______。三、硅單質(zhì)1．種類單質(zhì)硅有________和________兩類。2．結(jié)構(gòu)晶體硅的結(jié)構(gòu)與________相似。3．性質(zhì)(1)物理性質(zhì)色、態(tài)光澤熔點硬度質(zhì)地導(dǎo)電性灰黑色固體金屬光澤高大脆半導(dǎo)體(2)化學(xué)性質(zhì)：在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，但能與______、________發(fā)生反響。4．用途(1)__________，如硅芯片等。(2)________，如光電池等。知識點1硅元素在自然界中的存在1．硅在自然界中儲量豐富，含量僅次于氧元素，硅存在于地殼的各種礦物和巖石中的形式是()A．單晶硅B．二氧化硅C．硅酸D．無定形硅知識點2二氧化硅的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2．關(guān)于二氧化硅，以下表達不正確的選項是()A．水晶的成分是二氧化硅B．二氧化硅晶體中不存在單個SiO2分子C．二氧化硅溶于水且顯酸性D．二氧化硅和二氧化碳在物理性質(zhì)上有很大差異3．在一定條件下，以下不能與二氧化硅反響的物質(zhì)是()①焦炭②純堿③碳酸鈣④氫氟酸⑤硝酸⑥氫氧化鉀⑦氧化鈣A．只有③⑤⑦B．只有⑤⑦C．只有②⑤D．只有⑤4．以下離子方程式書寫不正確的選項是()A．二氧化硅與NaOH溶液反響：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OB．碳酸鋇溶于稀鹽酸：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OC．二氧化碳與足量NaOH溶液反響：CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2OD．把水玻璃滴入鹽酸中：SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓5．以下關(guān)于硅酸的表達，錯誤的選項是()A．硅酸是一種很弱的酸B．硅酸可由二氧化硅與水反響制得C．硅酸不穩(wěn)定，加熱脫水會生成二氧化硅D．硅酸可由可溶性硅酸鹽和鹽酸反響制得知識點3硅的性質(zhì)及用途6．硅和碳的比較，正確的選項是()A．都是非金屬，而硅的非金屬性較強B．硅和碳的最高正價都是＋4價C．硅元素在地殼中的含量占第二位，碳占第一位D．硅和碳在自然界中的存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)7．以下關(guān)于硅的說法中，不正確的選項是()A．硅是非金屬元素，但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B．硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反響D．當(dāng)加熱到一定溫度時，硅能與氧氣等非金屬反響練根底落實1．在一定條件下，既不能與二氧化碳反響，又不能與二氧化硅反響的是()A．Na2CO3溶液B．CaOC．NaOH溶液D．木炭2．以下對晶體硅的有關(guān)表達正確的選項是()A．晶體硅和金剛石的物理性質(zhì)相似B．硅在地殼中含量居第二位，可以以游離態(tài)存在于自然界中C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但它的提煉工藝復(fù)雜，價格昂貴D．晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導(dǎo)電3．材料與化學(xué)密切相關(guān)，下表中對應(yīng)關(guān)系錯誤的選項是()材料主要化學(xué)成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅4.光纖通信是以光作為信息的載體，讓光在光導(dǎo)纖維中傳播，制造光導(dǎo)纖維的根本原料是()A．氧化鈣B．銅C．石英砂D．硅5．光導(dǎo)纖維被認為是20世紀最偉大的創(chuàng)造之一，它使信息科學(xué)迅猛開展。光導(dǎo)纖維的主要成分是()A．CaCO3B．SiO2C．Na2SiO3D．CaSiO36．能證明碳酸的酸性比硅酸強的事實是()A．CO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能與水直接反響生成硅酸B．在高溫下，SiO2和Na2CO3能發(fā)生反響：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑C．SiO2熔點比CO2高D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色膠狀沉淀7．SiO2屬于酸性氧化物的主要理由是()A．硅是非金屬元素B．SiO2對應(yīng)的水化物是可溶性酸C．SiO2與強堿反響生成鹽和水D．SiO2不能與酸反響練方法技巧8．60g石灰石在高溫下與23gA．5.6LBC．13.44LD9.化合物A、D、F是中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì)，化合物B、C、E中含有兩種相同的元素。這些化合物之間存在以下關(guān)系。其中A和B的反響是一種重要化工生產(chǎn)中的主要反響之一。(1)在A、C、F中含有的相同元素是________。(2)化合物C的化學(xué)式是________，化合物A的水溶液顯________性(填“酸〞、“堿〞或“中〞)。(3)C的水溶液和D能否發(fā)生反響________(填“能〞或“否〞)，理由是____________。練綜合拓展10．有三種透明、不溶于水的堅硬固體，A固體在氧氣中完全燃燒只得到一種無色氣體，此氣體能使澄清石灰水變渾濁，標準狀況下測得此氣體的密度為氧氣密度的1.375倍。B固體可溶于熱的苛性鈉溶液，再往該溶液中參加過量酸時，析出白色膠狀沉淀，此沉淀枯燥后，為不溶于水的白色粉末，它是一種比碳酸還弱的酸。將B與石灰石、純堿按比例混合加熱后得到C，C在高溫時軟化，無固定熔點。(1)A為__________，有關(guān)反響的化學(xué)方程式_______________________________________________________________________________________________________；(2)B為__________，有關(guān)反響的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________________________________；(3)C為____________________。11．獲取知識和信息是現(xiàn)代人不可缺少的素質(zhì)，信息產(chǎn)業(yè)的飛速開展離不開材料科學(xué)的推動。(1)光導(dǎo)纖維是一種能高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維，利用光纜通訊能同時傳輸大量信息。制造光纖電纜的主要原材料的化學(xué)式是______________，它屬于_________材料。(2)信息產(chǎn)業(yè)的核心材料是高純度的硅，高純度的單晶硅生產(chǎn)方法之一是：用金屬硅化物(Mg2Si)與鹽酸作用得硅烷(SiH4)，再加熱分解硅烷可得高純硅。單晶硅可用來制作大規(guī)模集成電路、整流器等，硅純度越高，大規(guī)模集成電路的性能就越好。寫出上述方法中，生產(chǎn)高純硅的兩個化學(xué)方程式：____________________________，_______________。12．把河沙(主要成分是SiO2)跟鎂粉按一定質(zhì)量比(質(zhì)量比約大于15∶24)混合均勻，裝入試管中加熱大約一分鐘后發(fā)生劇烈反響，生成一種白色固體化合物和一種硅化物，待生成的混合物冷卻后放入盛有稀硫酸的燒杯中，立即產(chǎn)生氣泡并伴有爆炸聲，產(chǎn)生的氣體是一種能在空氣中自燃的硅的氣態(tài)氫化物。(1)寫出河沙與鎂粉在加熱時反響的化學(xué)方程式：__________________________，該反響是________(填“放熱〞或“吸熱〞)反響。(2)生成的混合物放入稀硫酸中，產(chǎn)生的氣體是(填化學(xué)式)____________；(3)寫出產(chǎn)生“爆炸聲〞的化學(xué)方程式：_____________________________________。第2課時二氧化硅與信息材料根底落實一、氧氧化物硅酸鹽4＋4二、1．天然結(jié)晶水晶瑪瑙小粒2．421∶2立體網(wǎng)狀3．堅硬難熔不溶4．(1)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(2)堿堿性氧化物不反響①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②SiO2＋CaOeq\o(5．(3)光導(dǎo)纖維(4)首飾三、1．晶體無定形2．金剛石3．(2)強堿氫氟酸4．(1)半導(dǎo)體材料(2)新能源對點訓(xùn)練1．B2．C[CO2通常狀況下為氣體，與SiO2物理性質(zhì)相差很大；SiO2晶體不溶于水，也不能與水反響生成H2SiO3；SiO2晶體是由Si和O按1∶2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，不存在單個SiO2分子。]3．D4.B5.B6.B7.C課后作業(yè)1．A2．A[晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以物理性質(zhì)相似；硅在地殼中含量居第二位，但在自然界中沒有游離態(tài)的硅存在，主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在；晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，被廣泛使用；晶體硅是一種非金屬單質(zhì)，雖然它具有金屬光澤。]3．A[剛玉的成分是Al2O3，金剛石的成分是C；大理石、石灰石的成分均是CaCO3；普通玻璃和普通水泥均是硅酸鹽產(chǎn)品；沙子、石英的成分是二氧化硅。]4．C5．B[光導(dǎo)纖維可以用SiO2來制造。]6．D[B項是在固體反響中難揮發(fā)性物質(zhì)制取易揮發(fā)性物質(zhì)，是利用兩者共熔時生成易揮發(fā)的CO2，使反響能夠發(fā)生；D項中是較強的酸與較弱的酸的鹽溶液反響生成較強酸的鹽和較弱酸的復(fù)分解反響，這是該類復(fù)分解反響發(fā)生的條件。]7．C8．C[石灰石在高溫下，即使不與SiO2反響，也可完全把CO2釋放出來，故存在CaCO3～CO2。]9．(1)Na(2)Na2SiO3堿(3)能硅酸鹽能在水溶液中與CO2反響生成比碳酸酸性更弱的硅酸解析此題突破點為A＋Beq\o(→,\s\up7(高溫))C＋D，A、D是常見物質(zhì)且該反響為一種重要的化工生產(chǎn)的主要反響之一，即Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，然后再根據(jù)其他關(guān)系推出。10．(1)金剛石C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2(2)石英SiO2＋2N