10-11高中化学课时讲练通课件：4.1.2 硅 无机非金属材料（鲁科版必修1）
文档属性
| 名称 | 10-11高中化学课时讲练通课件：4.1.2 硅 无机非金属材料（鲁科版必修1） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 5.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2011-11-04 08:12:09 | ||
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文档简介
(共47张PPT)
【典例1】矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中一部分生成的，此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2作用时的过程。例如，钾长石（KAlSi3O8）风化生成高岭土［Al2Si2O5(OH)4］,此反应的离子方程式为2KAlSi3O8+2H2CO3+5H2O ==== 2K++2HCO3-+4H2SiO3↓+
Al2Si2O5(OH)4。
(1)将上述复杂的硅酸盐改写成氧化物形式：
①KAlSi3O8＿＿＿＿;②Al2Si2O5(OH)4 ＿＿＿＿;
（2）这个反应能够发生的原因是＿＿＿＿＿＿＿。
【思路点拨】在改写中要保证电荷守恒、原子守恒，必要时可以将原子按比例增多，以方便书写氧化物。
【自主解答】(1)将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，只需将除O以外所有的元素写成其氧化物形式，中间用“·”间隔，注意组成要与原硅酸盐一致。
（2）风化的反应是复杂的化学反应，但我们可以试图用简单的化学原理去理解它，抓住了由较强的酸可以制得较弱的酸这一简单的规律，复杂的问题就会迎刃而解。
答案：(1)①K2O·Al2O3·6SiO2
②Al2O3·2SiO2·2H2O
(2)因为碳酸酸性比硅酸强，由较强的酸可制得较弱的酸
【典例2】获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的快速发展离不开材料科学的推动。
（1）光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通讯能同时传输大量信息。制造通讯光缆的主要原材料的化学式是＿＿＿，它属于＿＿＿材料。
（2）信息产业的核心材料是高纯度的硅，高纯度的单晶硅生产方法之一是：用金属硅化物（Mg2Si）与HCl作用得硅烷，再热分解硅烷可得高纯硅。
写出上述方法中生产高纯硅的两个化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿。
【思路点拨】Mg2Si与HCl的反应是复分解反应，硅烷的化学式为SiH4，类似甲烷CH4。也可利用原子守恒写出化学方程式。
【自主解答】（1）根据SiO2的用途，SiO2是光导纤维
的主要成分，光导纤维是利用光的全反射传输声音、
图像的新型无机非金属材料。（2）中由题中信息可
知，Mg2Si和HCl反应生成硅烷SiH4。方程式为：
Mg2Si+4HCl ==== 2MgCl2+SiH4↑
SiH4分解可生成单质硅：SiH4 Si+2H2
答案：（1）SiO2 新型无机非金属
（2）Mg2Si+4HCl ==== 2MgCl2+SiH4↑，SiH4 Si
+2H2
高温
====
高温
====
知识点一：硅酸盐
1.（2010·亳州高一检测）唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于（ ）
A.氧化铝 B.二氧化硅
C.硅酸盐 D.合金
【解析】选C。唐三彩、秦兵马俑制品都是陶瓷，其制作的主要材料为硅酸盐。
2.石灰石是许多工业的原料之一，但生产下列物质时不需要石灰石的是( )
A.硅酸 B.水泥 C.玻璃 D.生石灰
【解析】选A。制水泥的主要原料是石灰石和黏土；制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，制生石灰的主要原料是石灰石；制硅酸用硅酸钠溶液与酸或CO2反应。故A项为正确答案。
知识点二：无机非金属材料
3.下列物质能由过量的沙子、纯碱和生石灰熔化后生成
的是（ ）
A.水泥 B.玻璃 C.瓷器 D.混凝土
【解析】选B。沙子的主要成分是SiO2,用沙子、纯碱、
生石灰熔化后发生反应：SiO2+CaO CaSiO3,
SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑，主要成分是硅酸钠、
硅酸钙，还有剩余的SiO2,故应选B。
高温
====
高温
====
4.下列关于材料的特性及用途说法错误的是（ ）
A.氧化铝陶瓷具有两性，不可用来制造人造牙齿
B.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造柴油机
C.光导纤维导光的能力很强，是非常好的通讯材料
D.压电陶瓷十分敏感，可以将极其微弱的机械振动转
换成电信号，可用来制作地震仪
【解析】选A。氧化铝陶瓷性质相当稳定，酸、碱很难将其腐蚀，且氧化铝制成的假牙与天然牙齿十分接近，故选项A说法错误。
5.（2010·湖南师大附中高一检测）黏土是很多硅酸盐产品的原料之一，创造历史、享誉全球的景德镇陶瓷就是利用了当地的优质黏土资源。请回答下列问题：
（1）黏土的主要成分的化学式为Al2Si2Ox(OH)4，其中x的值是＿＿，若以氧化物形式表示，应写为＿＿。
（2）在黏土资源丰富的地区还可以兴建水泥厂、玻璃厂、硫酸厂等，这些工厂中属于硅酸盐工业的有___
＿＿，玻璃厂生产雕花玻璃过程中所依据的化学原理是＿＿＿＿（用化学方程式表示）。
【解析】根据各元素化合价代数和为零的原则可判断x的值。改写成氧化物时，注意除氧元素外其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。生产雕花玻璃的过程即氢氟酸腐蚀玻璃的过程。
答案：（1）5 Al2O3·2SiO2·2H2O
（2）水泥厂、玻璃厂 SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.（2010·重庆高考）减缓温室气体排放是2009年哥本哈根气候变化会议的议题,下列反应不产生温室气体的是（ ）
A.用纯碱制玻璃 B.用煤炭作燃料
C.用铁矿石炼铁 D.用氨制碳酸铵
【解析】选D。A、B、C均能产生CO2，只有D不会产生CO2。
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.（2010·重庆高考）减缓温室气体排放是2009年哥本哈根气候变化会议的议题,下列反应不产生温室气体的是（ ）
A.用纯碱制玻璃 B.用煤炭作燃料
C.用铁矿石炼铁 D.用氨制碳酸铵
【解析】选D。A、B、C均能产生CO2，只有D不会产生CO2。
2.（2009·广东理基）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（ ）
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【解析】选C。②中的水晶是SiO2，不是硅酸盐制品，③中制作光导纤维的材料是SiO2，不是单质硅，只有①、④正确。
3.下列有关材料分类正确的是( )
A.硅酸盐材料属于新型无机非金属材料
B.高温结构陶瓷属于传统无机非金属材料
C.新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、
陶瓷等
D.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
【解析】选D。传统非金属材料主要指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料；氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，是高温结构陶瓷的一种。
4.下列哪些材料是新型无机非金属材料（ ）
①氧化铝陶瓷 ②晶体硅 ③光导纤维 ④钢化玻璃 ⑤氮化钛陶瓷 ⑥硅化硼陶瓷 ⑦特种水泥
A.①②③ B.①③④⑤
C.①⑤⑥ D.全部都是
【解析】选C。新型无机非金属材料继承传统无机非金属材料的许多优点，克服某些弱点。如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等都称为无机非金属材料。
5.（双选）下列坩埚中可用于熔化KOH的容器是
（ ）
A.铁坩埚 B.石英坩埚
C.瓷坩埚 D.石墨坩埚
【解析】选A、D。本题考查了哪些物质能与KOH反应。瓷坩埚中含有二氧化硅，石英的主要成分是二氧化硅，高温下能与KOH反应，熔化强碱和显碱性的物质常用铁坩埚。
二、非选择题(本题包括1小题，共10分)
6.石棉是一类具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐高
温、耐酸碱腐蚀，而且价格低廉的硅酸盐。有一种石棉
叫作矿青石棉，它的化学式为Na2Fe5Si8O22（OH）2。
（1）该石棉中与5个铁原子形成氧化物的氧原子数目是
＿＿＿个。
（2）将该石棉的化学式改为氧化物的形式：＿＿＿。
（3）这种石棉属于传统的无机非金属材料，下列哪些不属于传统的无机非金属材料＿＿＿ 。
A.光导纤维 B.水泥 C.耐高温的金属钛 D.氧化铝陶瓷 E.混凝土
【解析】首先将矿青石棉写成氧化物形式：
Na2O·8SiO2·H2O·Fe5O6，Fe元素的化合价只有+2价或+3价，则具体氧化物形式为Na2O·Fe2O3·3FeO·
8SiO2·H2O。（4）问中C项易漏选，金属钛是金属材料，既不是传统无机非金属材料，也不是新型无机非金属材料。
答案：（1）6
（2）Na2O·Fe2O3·3FeO·8SiO2·H2O
（3）A、C、D
1.（5分）（双选）碳化硼（B4C3）陶瓷硬度大，熔点高，具有化学惰性。据此判断，下列不能做为碳化硼陶瓷用途的是( )
A.作耐磨材料 B.作润滑材料
C.制切削工具 D.制钢化玻璃
【解析】选B、D。从碳化硼性质来看，不适合做润滑材料；钢化玻璃是由普通玻璃加热软化后快速冷却制得的，成分完全一样。
2.（5分）在城市棚户区改造中，毁坏的建筑物会逸出石棉纤维，人吸入石棉纤维易患肺癌。石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式为Ca2MgxSiyO22(OH)2，该化学式中x、y的值分别是( )
A.5、8 B.8、3 C.3、8 D.8、5
【解析】选A。由化合物中各元素的化合价代数和为零可知x=5,y=8符合题意。
3.（10分）(2010·湖南师大附中
高一检测)为确认下面三种酸的酸
性强弱：HCl>H2CO3>H2SiO3，某同
学设计了如图所示的装置，通过
一次实验即可达到目的。请回答下列问题：
（1）锥形瓶中装有某可溶性正盐溶液,该盐在分类上属于＿＿＿(填“碳酸盐”、“硫酸盐”或“硅酸盐”)。
（2）装置B中所盛的试剂为饱和NaHCO3溶液，其作用是＿＿＿。
（3）装置C中所盛的试剂是＿＿＿（填“NaCl”、“NaCO3”或“Na2SiO3”）溶液，C中反应的离子方程式是＿＿。
【解析】由所给装置及HCl、H2CO3、H2SiO3的性质可知，在装置A中应产生二氧化碳，所以锥形瓶中应是碳酸盐，产生的二氧化碳经过除杂（除去挥发出的HCl），通入到硅酸钠溶液中，得到硅酸沉淀，即可判断HCl＞H2CO3＞H2SiO3。
答案：（1）碳酸盐 （2）除去CO2中的HCl气体
（3）Na2SiO3 SiO32-+CO2（少）+H2O ====H2SiO3↓
+CO32- ［或SiO32-+2CO2（过）+2H2O ==== H2SiO3↓+2HCO3-］
【典例1】矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中一部分生成的，此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2作用时的过程。例如，钾长石（KAlSi3O8）风化生成高岭土［Al2Si2O5(OH)4］,此反应的离子方程式为2KAlSi3O8+2H2CO3+5H2O ==== 2K++2HCO3-+4H2SiO3↓+
Al2Si2O5(OH)4。
(1)将上述复杂的硅酸盐改写成氧化物形式：
①KAlSi3O8＿＿＿＿;②Al2Si2O5(OH)4 ＿＿＿＿;
（2）这个反应能够发生的原因是＿＿＿＿＿＿＿。
【思路点拨】在改写中要保证电荷守恒、原子守恒，必要时可以将原子按比例增多，以方便书写氧化物。
【自主解答】(1)将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，只需将除O以外所有的元素写成其氧化物形式，中间用“·”间隔，注意组成要与原硅酸盐一致。
（2）风化的反应是复杂的化学反应，但我们可以试图用简单的化学原理去理解它，抓住了由较强的酸可以制得较弱的酸这一简单的规律，复杂的问题就会迎刃而解。
答案：(1)①K2O·Al2O3·6SiO2
②Al2O3·2SiO2·2H2O
(2)因为碳酸酸性比硅酸强，由较强的酸可制得较弱的酸
【典例2】获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的快速发展离不开材料科学的推动。
（1）光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通讯能同时传输大量信息。制造通讯光缆的主要原材料的化学式是＿＿＿，它属于＿＿＿材料。
（2）信息产业的核心材料是高纯度的硅，高纯度的单晶硅生产方法之一是：用金属硅化物（Mg2Si）与HCl作用得硅烷，再热分解硅烷可得高纯硅。
写出上述方法中生产高纯硅的两个化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿。
【思路点拨】Mg2Si与HCl的反应是复分解反应，硅烷的化学式为SiH4，类似甲烷CH4。也可利用原子守恒写出化学方程式。
【自主解答】（1）根据SiO2的用途，SiO2是光导纤维
的主要成分，光导纤维是利用光的全反射传输声音、
图像的新型无机非金属材料。（2）中由题中信息可
知，Mg2Si和HCl反应生成硅烷SiH4。方程式为：
Mg2Si+4HCl ==== 2MgCl2+SiH4↑
SiH4分解可生成单质硅：SiH4 Si+2H2
答案：（1）SiO2 新型无机非金属
（2）Mg2Si+4HCl ==== 2MgCl2+SiH4↑，SiH4 Si
+2H2
高温
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高温
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知识点一：硅酸盐
1.（2010·亳州高一检测）唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于（ ）
A.氧化铝 B.二氧化硅
C.硅酸盐 D.合金
【解析】选C。唐三彩、秦兵马俑制品都是陶瓷，其制作的主要材料为硅酸盐。
2.石灰石是许多工业的原料之一，但生产下列物质时不需要石灰石的是( )
A.硅酸 B.水泥 C.玻璃 D.生石灰
【解析】选A。制水泥的主要原料是石灰石和黏土；制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，制生石灰的主要原料是石灰石；制硅酸用硅酸钠溶液与酸或CO2反应。故A项为正确答案。
知识点二：无机非金属材料
3.下列物质能由过量的沙子、纯碱和生石灰熔化后生成
的是（ ）
A.水泥 B.玻璃 C.瓷器 D.混凝土
【解析】选B。沙子的主要成分是SiO2,用沙子、纯碱、
生石灰熔化后发生反应：SiO2+CaO CaSiO3,
SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑，主要成分是硅酸钠、
硅酸钙，还有剩余的SiO2,故应选B。
高温
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高温
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4.下列关于材料的特性及用途说法错误的是（ ）
A.氧化铝陶瓷具有两性，不可用来制造人造牙齿
B.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造柴油机
C.光导纤维导光的能力很强，是非常好的通讯材料
D.压电陶瓷十分敏感，可以将极其微弱的机械振动转
换成电信号，可用来制作地震仪
【解析】选A。氧化铝陶瓷性质相当稳定，酸、碱很难将其腐蚀，且氧化铝制成的假牙与天然牙齿十分接近，故选项A说法错误。
5.（2010·湖南师大附中高一检测）黏土是很多硅酸盐产品的原料之一，创造历史、享誉全球的景德镇陶瓷就是利用了当地的优质黏土资源。请回答下列问题：
（1）黏土的主要成分的化学式为Al2Si2Ox(OH)4，其中x的值是＿＿，若以氧化物形式表示，应写为＿＿。
（2）在黏土资源丰富的地区还可以兴建水泥厂、玻璃厂、硫酸厂等，这些工厂中属于硅酸盐工业的有___
＿＿，玻璃厂生产雕花玻璃过程中所依据的化学原理是＿＿＿＿（用化学方程式表示）。
【解析】根据各元素化合价代数和为零的原则可判断x的值。改写成氧化物时，注意除氧元素外其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。生产雕花玻璃的过程即氢氟酸腐蚀玻璃的过程。
答案：（1）5 Al2O3·2SiO2·2H2O
（2）水泥厂、玻璃厂 SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.（2010·重庆高考）减缓温室气体排放是2009年哥本哈根气候变化会议的议题,下列反应不产生温室气体的是（ ）
A.用纯碱制玻璃 B.用煤炭作燃料
C.用铁矿石炼铁 D.用氨制碳酸铵
【解析】选D。A、B、C均能产生CO2，只有D不会产生CO2。
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.（2010·重庆高考）减缓温室气体排放是2009年哥本哈根气候变化会议的议题,下列反应不产生温室气体的是（ ）
A.用纯碱制玻璃 B.用煤炭作燃料
C.用铁矿石炼铁 D.用氨制碳酸铵
【解析】选D。A、B、C均能产生CO2，只有D不会产生CO2。
2.（2009·广东理基）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（ ）
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【解析】选C。②中的水晶是SiO2，不是硅酸盐制品，③中制作光导纤维的材料是SiO2，不是单质硅，只有①、④正确。
3.下列有关材料分类正确的是( )
A.硅酸盐材料属于新型无机非金属材料
B.高温结构陶瓷属于传统无机非金属材料
C.新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、
陶瓷等
D.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
【解析】选D。传统非金属材料主要指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料；氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，是高温结构陶瓷的一种。
4.下列哪些材料是新型无机非金属材料（ ）
①氧化铝陶瓷 ②晶体硅 ③光导纤维 ④钢化玻璃 ⑤氮化钛陶瓷 ⑥硅化硼陶瓷 ⑦特种水泥
A.①②③ B.①③④⑤
C.①⑤⑥ D.全部都是
【解析】选C。新型无机非金属材料继承传统无机非金属材料的许多优点，克服某些弱点。如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等都称为无机非金属材料。
5.（双选）下列坩埚中可用于熔化KOH的容器是
（ ）
A.铁坩埚 B.石英坩埚
C.瓷坩埚 D.石墨坩埚
【解析】选A、D。本题考查了哪些物质能与KOH反应。瓷坩埚中含有二氧化硅，石英的主要成分是二氧化硅，高温下能与KOH反应，熔化强碱和显碱性的物质常用铁坩埚。
二、非选择题(本题包括1小题，共10分)
6.石棉是一类具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐高
温、耐酸碱腐蚀，而且价格低廉的硅酸盐。有一种石棉
叫作矿青石棉，它的化学式为Na2Fe5Si8O22（OH）2。
（1）该石棉中与5个铁原子形成氧化物的氧原子数目是
＿＿＿个。
（2）将该石棉的化学式改为氧化物的形式：＿＿＿。
（3）这种石棉属于传统的无机非金属材料，下列哪些不属于传统的无机非金属材料＿＿＿ 。
A.光导纤维 B.水泥 C.耐高温的金属钛 D.氧化铝陶瓷 E.混凝土
【解析】首先将矿青石棉写成氧化物形式：
Na2O·8SiO2·H2O·Fe5O6，Fe元素的化合价只有+2价或+3价，则具体氧化物形式为Na2O·Fe2O3·3FeO·
8SiO2·H2O。（4）问中C项易漏选，金属钛是金属材料，既不是传统无机非金属材料，也不是新型无机非金属材料。
答案：（1）6
（2）Na2O·Fe2O3·3FeO·8SiO2·H2O
（3）A、C、D
1.（5分）（双选）碳化硼（B4C3）陶瓷硬度大，熔点高，具有化学惰性。据此判断，下列不能做为碳化硼陶瓷用途的是( )
A.作耐磨材料 B.作润滑材料
C.制切削工具 D.制钢化玻璃
【解析】选B、D。从碳化硼性质来看，不适合做润滑材料；钢化玻璃是由普通玻璃加热软化后快速冷却制得的，成分完全一样。
2.（5分）在城市棚户区改造中，毁坏的建筑物会逸出石棉纤维，人吸入石棉纤维易患肺癌。石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式为Ca2MgxSiyO22(OH)2，该化学式中x、y的值分别是( )
A.5、8 B.8、3 C.3、8 D.8、5
【解析】选A。由化合物中各元素的化合价代数和为零可知x=5,y=8符合题意。
3.（10分）(2010·湖南师大附中
高一检测)为确认下面三种酸的酸
性强弱：HCl>H2CO3>H2SiO3，某同
学设计了如图所示的装置，通过
一次实验即可达到目的。请回答下列问题：
（1）锥形瓶中装有某可溶性正盐溶液,该盐在分类上属于＿＿＿(填“碳酸盐”、“硫酸盐”或“硅酸盐”)。
（2）装置B中所盛的试剂为饱和NaHCO3溶液，其作用是＿＿＿。
（3）装置C中所盛的试剂是＿＿＿（填“NaCl”、“NaCO3”或“Na2SiO3”）溶液，C中反应的离子方程式是＿＿。
【解析】由所给装置及HCl、H2CO3、H2SiO3的性质可知，在装置A中应产生二氧化碳，所以锥形瓶中应是碳酸盐，产生的二氧化碳经过除杂（除去挥发出的HCl），通入到硅酸钠溶液中，得到硅酸沉淀，即可判断HCl＞H2CO3＞H2SiO3。
答案：（1）碳酸盐 （2）除去CO2中的HCl气体
（3）Na2SiO3 SiO32-+CO2（少）+H2O ====H2SiO3↓
+CO32- ［或SiO32-+2CO2（过）+2H2O ==== H2SiO3↓+2HCO3-］