化学 必修1 4.1 第2课时 硅酸盐和硅单质

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第二课时　硅酸
盐和
硅单质
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第二课时　
硅酸盐和硅单质
一、硅酸盐
1．概念
硅酸盐是由 组成的化合物的总称．
2．硅酸盐的性质
硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多 于水，化学性质很 ．
硅、氧和金属
不溶
稳定
3．硅酸盐的表示方法
通常用 和 的组合形式来表示硅酸盐，如硅酸钠(Na2SiO3)写成： 、石棉写成： 、长石写成： .
二氧化硅
金属氧化物
Na2O·SiO2
CaO·3MgO·4SiO2
K2O·Al2O3·6SiO2
4．最简单的硅酸盐——硅酸钠(Na2SiO3)
(1)物理性质：可溶于水，其水溶液俗称 ．
(2)化学性质
①与比硅酸酸性强的一些酸反应，生成难溶于水的硅酸．如：Na2SiO3＋2HCl=== .
②不能燃烧，不易腐蚀，热稳定性良好．
水玻璃
2NaCl＋H2SiO3↓
(3)用途：制备 和木材 .
硅胶
防火剂
实验操作 实验现象 结论
蒸馏水浸过的滤纸，当水分蒸发后就 水浸过的木材
饱和Na2SiO3溶液浸过的滤纸条，水分蒸干后 用Na2SiO3水溶液浸泡的物质
燃烧起来
不防火
并不燃烧
可防火
5．常见的无机非金属材料
在生产和生活中，使用量最大的无机非金属材料是：陶瓷、玻璃和水泥
产品名称 生产原料 主要设备
陶瓷 —
玻璃
水泥
黏土
纯碱、石灰石、石英
玻璃窑
黏土、石灰石
水泥回转窑
6．其他含硅的物质
物质 性质 用途
SiC 俗称 ，具有 结构，硬度很大 砂纸、砂轮的磨料
含4%硅的硅钢 很高的 变压器铁芯
硅橡胶 既耐 ，又耐 ，在－60℃～250℃保持良好的弹性 制火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料
人工制造分子筛
(铝硅酸盐) 有均匀微孔结构 作吸附剂和催化剂
金刚砂
金刚石
导磁性
高温
低温
二、硅单质
1．分类
晶体和无定形两种．
2．晶体硅的物理性质
晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度 、有脆性．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的 材料．
3．硅的用途
(1)用作半导体材料，做 ，促进信息技术革命的发展．
(2)制造 ，将光能转换为电能，极有发展前景．
大
半导体
硅芯片
光电池
在半导体工业中有一句行话：“从沙滩到用户”，你能理解这句话的涵义吗？
1．硅酸盐结构复杂，化学性质稳定，都不溶于水． (　　)
提示：错误，因为有的硅酸盐可溶于水，如Na2SiO3等．
2．硅酸钠可写成Na2O·SiO2，则其属于混合物． (　　)
提示：错误，因硅酸盐都是化合物．
3．玻璃和水玻璃都为固态硅酸盐产品． (　　)
提示：错误，因水玻璃是Na2SiO3溶液的俗名，呈液态．
4．制备水泥和玻璃的原料中都有石灰石． (　　)
提示：正确．
5．晶体硅、碳化硅、金刚石三者结构类似，硬度都较
大． (　　)
提示：正确，因它们都具有空间网状结构．
6．计算机芯片、水晶镜片主要成分都是硅晶体．(　　)
提示：错误，因水晶镜片的主要成分为SiO2.
一、硅单质
1．碳和硅的比较
碳 硅
氧化物化学式的意义 CO2可表示二氧化碳的分子组成 SiO2不能表示二氧化硅的分子组成，仅表示二氧化硅中硅原子和氧原子的个数比为1∶2
硅原子和碳原子的结构相似，但其单质的化学性质相差较大．
由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为了简化对硅酸盐组成的表示方法，采用了氧化物法，实际上硅酸盐不是以简单氧化物形成存在的，而是以结构复杂的盐的形式存在的．
考查点一　硅材料的制备与应用—————————
[例1]　硅单质及其化合物应用范围很广．请回答下列问题：
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅．三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式________________________________．
②整个制备过程必须严格控制无水无氧．SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式____________________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是________________．
(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)．
A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产砂纸、砂轮等
B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导
纤维
D．普通玻璃是由烧碱、石灰石和石英制成的，其熔点很高
E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
[关键一点]
解答本题时要特别注意以下三点：
(1)化学反应发生的条件；
(2)题目中的重要信息：无水无氧；
(3)依据物质的性质分析其相应用途．
下面关于硅的叙述中，正确的是 (　　)
A．硅的氧化性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合
反应
B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量
在所有的元素中居第一位
C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在
D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料
解析：硅的氧化性比碳弱，A项错；硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位，排名前四位的是O、Si、Al、Fe，所以B项错；硅在自然界中是以化合态存在的，所以C项也错．
答案：D
考查点二　用氧化物表示硅酸盐的组成——————
[答案]　D
[关键一点]
硅酸盐的化学式中一般就已给出了改写后各氧化物的书写前后顺序，如A项中，钙沸石的化学式为Ca(Al2Si3O10)·3H2O，则写成氧化物形式时各氧化物的顺序为：CaO→Al2O3→SiO2→H2O.
硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡病患者的胃酸过多症，是
因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久．三硅酸镁晶体的化学式为Mg2Si3O8·nH2O.
(1)用氧化物形式表示三硅酸镁的化学式为____________
_____________________________________________；
(2)写出该药物中和胃酸的化学方程式________________
_________________________________________________
解析：解题时要注意只有碱性氧化物MgO才能与酸反应生成盐和水．第(2)问若直接写三硅酸镁与盐酸反应，较困难．应从氧化物形式书写，只有碱性氧化物MgO能够与水反应．
答案：(1)2MgO·3SiO2·nH2O.
(2)2MgO·3SiO2·nH2O＋4HCl===2MgCl2＋3SiO2＋(n＋2)H2O.