苏教版化学必修1同步练习 硅酸盐矿物与硅酸盐产品
文档属性
| 名称 | 苏教版化学必修1同步练习 硅酸盐矿物与硅酸盐产品 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 24.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2011-11-20 16:02:25 | ||
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文档简介
专题3 从矿物到基础材料
第三单元 含硅矿物与信息材料
第一课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品
基础梳理
1、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，只有以化合态态存在的硅。如硅酸钠、二氧化硅等；
（3）化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。[来源:21世纪教育网]
2、硅酸盐及其性质
硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐统称硅酸盐。21世纪教育网
（1）硅酸盐组成的表示方法
①化学式表示法：
如：硅酸钠：Na2SiO3、硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。
②氧化物表示法：
硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类很多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。其表示方式：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水。[来源:21世纪教育网]
例如：硅酸钠：Na2SiO3——Na2O·SiO2
高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4——Al2O3·2SiO2·2H2O
（2）硅酸钠
①Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种,其它可溶性的硅酸盐还有硅酸钾和硅酸铵。
②Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,是建筑业中常用的一种黏合剂,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既耐磨又耐火。
③Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2生成白色硅酸沉淀,因此Na2SiO3溶液要密封保存。
④Na2SiO3固体俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃，是无色粘稠的液体，常作粘合剂、防腐剂、耐火材料。放置在空气中会变质，发生反应方程式为：21世纪教育网
Na2SiO3＋CO2＋H2O H2SiO3 ＋Na2CO3。
3．硅酸盐工业简介
以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称硅酸盐工业。主要包括陶瓷工业、水泥工业和玻璃工业，其反应包含复杂的物理、化学变化。
（1）水泥
水泥的原料是黏土和石灰石，在水泥回转窑里高温煅烧后，再加入石膏，磨细。
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。
（2）玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，普通玻璃的大致成分为Na2O·CaO·6SiO2。
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。
（3）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[来源:21世纪教育网] 水泥回转窑 玻璃熔炉
原料21世纪教育网 石灰石和粘土 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＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
主要成分 3CaO·SiO2； 3CaO·SiO2；3CaO·Al2O3 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
反应条件 高温 高温
（4）陶瓷
主要原料：粘土
中国瓷都：景德镇陶都：宜兴
例题解析
例1．三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_________________________。
思路分析：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。
解题：2MgO·3SiO2·nH2O；
2MgO·3SiO2·nH2O＋4HCl2MgCl2＋3SiO2＋（n＋2）H2O。
误区点拨：解题依据是：碱性氧化物与酸反应生成盐和水，酸性氧化物不与酸（盐酸）反应。
例2．矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的．此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程．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＋9H2O2K＋＋2HCO3—＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4。
这个反应能够发生的原因是_____________________________
_________________________。
思路分析：分析反应前后的酸的酸性强弱，正反映了由较强的酸制取较弱的酸这一普遍规律．亦即解释复杂的化学反应发生的原因应用的是极其简单的化学原理．
解题：碳酸的酸性比原硅酸强，由较强的酸可制得较弱的酸。
基础训练
一．选择题（每小题有一个正确答案）
1．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 （ ）
A.①②⑥ B.全部
C.①③④⑤ D.②③⑥?
2．高岭土[A12(Si2O5)(OH)4]中SiO2的质量分数为 （ ）
A．46.5％ B．40％
C．23.3％ D．21.7％
3．能贮存在具有玻璃塞的磨口试剂瓶里的试剂是 （ ）
A．HF溶液 B．KOH溶液
C．盐酸 D．水玻璃
4．下列以制取水泥和玻璃的共同特点的叙述中，错误的是 （ ）
A．生产所用设备相同 B．反应都在高温的条件下进行
C．原料中均有石灰石 D．都发生复杂的物理、化学变化
5．熔化烧碱应选用的坩埚是 （ ）
A．铁坩埚 B．玻璃坩埚 [来源:21世纪教育网]
C．石英坩埚 D．陶瓷坩埚
6．下列物质属于纯净物的是 （ ）
A. 玻璃 B.水玻璃
C. 二氧化硅 D. 大理石
7．把过量的CO2通入下列溶液中，有白色沉淀产生的是 （ ）
A．Na2SiO3 B．CaCl2
C．NaOH D．Ca(OH) 2
8． 分析某硅酸盐得如下结果：SiO2 45.7%、Al2O3 38.41%、K2O 12.1%、H2O 4. 42%，该盐的化学式为?
A.K2O·Al2O3·2SiO2·2H2O B.K2O·Al2O3·4SiO2·H2O? （ ）
C.K2O·2Al2O3·5SiO2·2H2O D.K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
9．下列有关碳和硅氧化物的说法中，正确的是 （ ）
A．二氧化硅的水溶液显酸性，所以，二氧化硅是酸性氧化物
B．二氧化碳通入水玻璃可得到原硅酸，说明碳酸的酸性比硅酸强
C．高温时二氧化硅与纯碱反应放了二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强
D．二氧化硅是酸性氧化物，因此，它不能溶于任何酸
10．有10 g不纯CaCO3样品与足量盐酸作用后生成4.44 g CO2，且溶液中残留难溶物质。则对于此样品中是否存在①MgCO3 ②K2CO3 ③SiO2杂质的判断正确的是 （ ）
A.肯定含①③，不含② B.肯定含①③，可能含②
C.肯定含②③，不含① D.肯定含②③，可能含①
二．填空题
11．制造普通硅酸盐水泥的原料有 、 、 。
制造普通玻璃的原料有 、 、 ，
12．在地壳内，深度每增加1千米，压力大约增加25250~30300 kPa，在这样的压力下，较简单的硅酸盐会转化为复杂的硅酸盐．已知：钙长石、镁橄榄石、石榴子石的化学式分别是：CaAl2Si2O8；Mg2SiO4；CaMg2Al2Si3O12．
(1) 用氧化物形式表示的化学式分别为：钙长石________，镁橄榄石________，石榴子石________．
(2) 写出钙长石和镁橄榄石转化为石榴子石的化学方程式：21世纪教育网
。
13．古希腊流传这样一个传奇故事：一批贩运纯碱的商船停泊在江边的沙岸部，商人们找不到石头来搭灶煮饭，就把船上的大块纯碱搬来，放在沙地上垫锅做饭，饭熟后商人们惊奇地发现“灶”变成了晶莹透明的固体。你认为这种固体可能是____________，其主要成分是________________________。
14．实验室里盛放碱液的试剂瓶瓶塞不能用玻璃塞，是因为 。检验生石灰里含有石英和石灰石的方法是 。
15．要制造1020kg钾玻璃(组成K2O·CaO·6SiO2)，需要K2CO3__________kg，CaCO3______________kg，
SiO2__________________kg。
16．氮化硅Si3N4是一种非氧化物高温陶瓷结构材料，具有高硬度、高强度、耐腐蚀等特性，其超强的拉弯强度达到8×104 N·cm－2～10×104 N·cm－2，而且在1200℃高温下也不会下降。用氮化硅陶瓷制成的内燃机不需冷却装置，可节约燃料30％左右，热功转换效率提高到40％～50％。粉末状的Si3N4，可以由SiCl4的蒸气和氨气的混合物反应制取。粉末状的Si3N4对空气和水都不稳定。但是将粉末状的Si3N4和适量的MgO在230×1.01×105Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密而且对空气和水都十分稳定的高温结构材料。
(1)写出由SiCl4和NH3反应制备Si3N4的化学方程式：21世纪教育网
__________________________________________________________________________________________。
(2)分别写出Si3N4与H2O反应的化学方程式：
_________________________________________________________________________________________。
(3)试思考说明为什么结构紧密的Si3N4，不再受H2O、O2的侵蚀
答：_______________________________________________________________________________________。
17．有A、B、C三种不溶于水的固体物质。其中A为黑色能导电的固体。A在氧气中充分燃烧时，只得到一种无色气体D，在同温同压下D对氧气的相对密度为1.375。固体B可溶于热的NaOH溶液得到溶液E，往E中通入过量D，可得白色胶状沉淀。固体B与石灰石、纯碱按质量比为18：5：5.3混合后熔融得到C，C为玻璃态物质。试确定：
(1)写出A、B、C、D各物质的名称。
(2)求C的氧化物的组成式。
一．选择题
1．C 2．A 3．C 4．A 5．A 6．C 7．A 8．D 9．B 10．B
二．填空题
11．石灰石 黏土 石膏 纯碱 石灰石 石英
12．(1)CaO·Al2O3·2SiO221世纪教育网
2MgO·SiO2
CaO·2MgO·Al2O3·3SiO2
(2)CaAl2SiO8＋Mg2SiO4====CaMg2Al2Si3O12
13．玻璃；Na2SiO3 和SiO2
14．碱液可腐蚀玻璃；加足量盐酸，有不溶物存在及有气体放出，则有石英和石灰石
15．276，200，720
16．(1)3SiCl4+4NH3== Si3N4+12HCl
(2) Si3N4+6H2O==3SiO2+4NH3 Si3N4+3O2==3SiO2+2N2
(3)固体Si3N4表面与空气中的氧气反应，生成稳定的二氧化硅，从而形成了二氧化硅的保护层、防止内部的Si3N4继续与空气和水接触而被侵蚀。
17．(1)A：石墨 B：二氧化硅 C：玻璃 D：二氧化碳 (2)Na2O·CaO·6SiO2
第三单元 含硅矿物与信息材料
第一课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品
基础梳理
1、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，只有以化合态态存在的硅。如硅酸钠、二氧化硅等；
（3）化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。[来源:21世纪教育网]
2、硅酸盐及其性质
硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐统称硅酸盐。21世纪教育网
（1）硅酸盐组成的表示方法
①化学式表示法：
如：硅酸钠：Na2SiO3、硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。
②氧化物表示法：
硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类很多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。其表示方式：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水。[来源:21世纪教育网]
例如：硅酸钠：Na2SiO3——Na2O·SiO2
高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4——Al2O3·2SiO2·2H2O
（2）硅酸钠
①Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种,其它可溶性的硅酸盐还有硅酸钾和硅酸铵。
②Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,是建筑业中常用的一种黏合剂,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既耐磨又耐火。
③Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2生成白色硅酸沉淀,因此Na2SiO3溶液要密封保存。
④Na2SiO3固体俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃，是无色粘稠的液体，常作粘合剂、防腐剂、耐火材料。放置在空气中会变质，发生反应方程式为：21世纪教育网
Na2SiO3＋CO2＋H2O H2SiO3 ＋Na2CO3。
3．硅酸盐工业简介
以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称硅酸盐工业。主要包括陶瓷工业、水泥工业和玻璃工业，其反应包含复杂的物理、化学变化。
（1）水泥
水泥的原料是黏土和石灰石，在水泥回转窑里高温煅烧后，再加入石膏，磨细。
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。
（2）玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，普通玻璃的大致成分为Na2O·CaO·6SiO2。
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。
（3）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[来源:21世纪教育网] 水泥回转窑 玻璃熔炉
原料21世纪教育网 石灰石和粘土 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＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
主要成分 3CaO·SiO2； 3CaO·SiO2；3CaO·Al2O3 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
反应条件 高温 高温
（4）陶瓷
主要原料：粘土
中国瓷都：景德镇陶都：宜兴
例题解析
例1．三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_________________________。
思路分析：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。
解题：2MgO·3SiO2·nH2O；
2MgO·3SiO2·nH2O＋4HCl2MgCl2＋3SiO2＋（n＋2）H2O。
误区点拨：解题依据是：碱性氧化物与酸反应生成盐和水，酸性氧化物不与酸（盐酸）反应。
例2．矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的．此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程．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＋9H2O2K＋＋2HCO3—＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4。
这个反应能够发生的原因是_____________________________
_________________________。
思路分析：分析反应前后的酸的酸性强弱，正反映了由较强的酸制取较弱的酸这一普遍规律．亦即解释复杂的化学反应发生的原因应用的是极其简单的化学原理．
解题：碳酸的酸性比原硅酸强，由较强的酸可制得较弱的酸。
基础训练
一．选择题（每小题有一个正确答案）
1．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 （ ）
A.①②⑥ B.全部
C.①③④⑤ D.②③⑥?
2．高岭土[A12(Si2O5)(OH)4]中SiO2的质量分数为 （ ）
A．46.5％ B．40％
C．23.3％ D．21.7％
3．能贮存在具有玻璃塞的磨口试剂瓶里的试剂是 （ ）
A．HF溶液 B．KOH溶液
C．盐酸 D．水玻璃
4．下列以制取水泥和玻璃的共同特点的叙述中，错误的是 （ ）
A．生产所用设备相同 B．反应都在高温的条件下进行
C．原料中均有石灰石 D．都发生复杂的物理、化学变化
5．熔化烧碱应选用的坩埚是 （ ）
A．铁坩埚 B．玻璃坩埚 [来源:21世纪教育网]
C．石英坩埚 D．陶瓷坩埚
6．下列物质属于纯净物的是 （ ）
A. 玻璃 B.水玻璃
C. 二氧化硅 D. 大理石
7．把过量的CO2通入下列溶液中，有白色沉淀产生的是 （ ）
A．Na2SiO3 B．CaCl2
C．NaOH D．Ca(OH) 2
8． 分析某硅酸盐得如下结果：SiO2 45.7%、Al2O3 38.41%、K2O 12.1%、H2O 4. 42%，该盐的化学式为?
A.K2O·Al2O3·2SiO2·2H2O B.K2O·Al2O3·4SiO2·H2O? （ ）
C.K2O·2Al2O3·5SiO2·2H2O D.K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
9．下列有关碳和硅氧化物的说法中，正确的是 （ ）
A．二氧化硅的水溶液显酸性，所以，二氧化硅是酸性氧化物
B．二氧化碳通入水玻璃可得到原硅酸，说明碳酸的酸性比硅酸强
C．高温时二氧化硅与纯碱反应放了二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强
D．二氧化硅是酸性氧化物，因此，它不能溶于任何酸
10．有10 g不纯CaCO3样品与足量盐酸作用后生成4.44 g CO2，且溶液中残留难溶物质。则对于此样品中是否存在①MgCO3 ②K2CO3 ③SiO2杂质的判断正确的是 （ ）
A.肯定含①③，不含② B.肯定含①③，可能含②
C.肯定含②③，不含① D.肯定含②③，可能含①
二．填空题
11．制造普通硅酸盐水泥的原料有 、 、 。
制造普通玻璃的原料有 、 、 ，
12．在地壳内，深度每增加1千米，压力大约增加25250~30300 kPa，在这样的压力下，较简单的硅酸盐会转化为复杂的硅酸盐．已知：钙长石、镁橄榄石、石榴子石的化学式分别是：CaAl2Si2O8；Mg2SiO4；CaMg2Al2Si3O12．
(1) 用氧化物形式表示的化学式分别为：钙长石________，镁橄榄石________，石榴子石________．
(2) 写出钙长石和镁橄榄石转化为石榴子石的化学方程式：21世纪教育网
。
13．古希腊流传这样一个传奇故事：一批贩运纯碱的商船停泊在江边的沙岸部，商人们找不到石头来搭灶煮饭，就把船上的大块纯碱搬来，放在沙地上垫锅做饭，饭熟后商人们惊奇地发现“灶”变成了晶莹透明的固体。你认为这种固体可能是____________，其主要成分是________________________。
14．实验室里盛放碱液的试剂瓶瓶塞不能用玻璃塞，是因为 。检验生石灰里含有石英和石灰石的方法是 。
15．要制造1020kg钾玻璃(组成K2O·CaO·6SiO2)，需要K2CO3__________kg，CaCO3______________kg，
SiO2__________________kg。
16．氮化硅Si3N4是一种非氧化物高温陶瓷结构材料，具有高硬度、高强度、耐腐蚀等特性，其超强的拉弯强度达到8×104 N·cm－2～10×104 N·cm－2，而且在1200℃高温下也不会下降。用氮化硅陶瓷制成的内燃机不需冷却装置，可节约燃料30％左右，热功转换效率提高到40％～50％。粉末状的Si3N4，可以由SiCl4的蒸气和氨气的混合物反应制取。粉末状的Si3N4对空气和水都不稳定。但是将粉末状的Si3N4和适量的MgO在230×1.01×105Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密而且对空气和水都十分稳定的高温结构材料。
(1)写出由SiCl4和NH3反应制备Si3N4的化学方程式：21世纪教育网
__________________________________________________________________________________________。
(2)分别写出Si3N4与H2O反应的化学方程式：
_________________________________________________________________________________________。
(3)试思考说明为什么结构紧密的Si3N4，不再受H2O、O2的侵蚀
答：_______________________________________________________________________________________。
17．有A、B、C三种不溶于水的固体物质。其中A为黑色能导电的固体。A在氧气中充分燃烧时，只得到一种无色气体D，在同温同压下D对氧气的相对密度为1.375。固体B可溶于热的NaOH溶液得到溶液E，往E中通入过量D，可得白色胶状沉淀。固体B与石灰石、纯碱按质量比为18：5：5.3混合后熔融得到C，C为玻璃态物质。试确定：
(1)写出A、B、C、D各物质的名称。
(2)求C的氧化物的组成式。
一．选择题
1．C 2．A 3．C 4．A 5．A 6．C 7．A 8．D 9．B 10．B
二．填空题
11．石灰石 黏土 石膏 纯碱 石灰石 石英
12．(1)CaO·Al2O3·2SiO221世纪教育网
2MgO·SiO2
CaO·2MgO·Al2O3·3SiO2
(2)CaAl2SiO8＋Mg2SiO4====CaMg2Al2Si3O12
13．玻璃；Na2SiO3 和SiO2
14．碱液可腐蚀玻璃；加足量盐酸，有不溶物存在及有气体放出，则有石英和石灰石
15．276，200，720
16．(1)3SiCl4+4NH3== Si3N4+12HCl
(2) Si3N4+6H2O==3SiO2+4NH3 Si3N4+3O2==3SiO2+2N2
(3)固体Si3N4表面与空气中的氧气反应，生成稳定的二氧化硅，从而形成了二氧化硅的保护层、防止内部的Si3N4继续与空气和水接触而被侵蚀。
17．(1)A：石墨 B：二氧化硅 C：玻璃 D：二氧化碳 (2)Na2O·CaO·6SiO2