2019-2020年高中化學(xué) 專題三 第三單元《從礦物到基礎(chǔ)材料》第2課時(shí)基礎(chǔ)梳理及例題解析 蘇教版必修1.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 專題三 第三單元從礦物到基礎(chǔ)材料第2課時(shí)基礎(chǔ)梳理及例題解析 蘇教版必修11、硅的存在:(1)在地殼中的含量僅次于氧,居于第二位;(2)在自然界中沒有游離態(tài)的硅,只有以化合態(tài)態(tài)存在的硅。如硅酸鈉、二氧化硅等;(3)化合態(tài)的硅廣泛存在于地殼的各種礦物和巖石里,是構(gòu)成礦物和巖石的主要成分。2、硅酸鹽及其性質(zhì)硅酸及其縮水結(jié)合而成的各種酸所對應(yīng)的鹽統(tǒng)稱硅酸鹽。(1)硅酸鹽組成的表示方法化學(xué)式表示法:如:硅酸鈉:Na2SiO3、硅酸鈣:CaSiO3,此法用于組成簡單的硅酸鹽。氧化物表示法:硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分,種類很多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常用氧化物的形式來表示組成。其表示方式:活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水。例如:硅酸鈉:Na2SiO3Na2OSiO2高嶺石:Al2(Si2O5)(OH)4Al2O32SiO22H2O(2)硅酸鈉Na2SiO3是極少數(shù)可溶于水的硅酸鹽的一種,其它可溶性的硅酸鹽還有硅酸鉀和硅酸銨。Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃,是建筑業(yè)中常用的一種黏合劑,也是一種礦物膠;用水玻璃浸泡過的木材、紡織品既耐磨又耐火。Na2SiO3溶液呈堿性,易吸收空氣中的CO2生成白色硅酸沉淀,因此Na2SiO3溶液要密封保存。Na2SiO3固體俗稱泡花堿,水溶液俗稱水玻璃,是無色粘稠的液體,常作粘合劑、防腐劑、耐火材料。放置在空氣中會變質(zhì),發(fā)生反應(yīng)方程式為:Na2SiO3CO2H2O H2SiO3 Na2CO3。 3硅酸鹽工業(yè)簡介以含硅物質(zhì)為原料,經(jīng)加工制得硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)稱硅酸鹽工業(yè)。主要包括陶瓷工業(yè)、水泥工業(yè)和玻璃工業(yè),其反應(yīng)包含復(fù)雜的物理、化學(xué)變化。(1)水泥水泥的原料是黏土和石灰石,在水泥回轉(zhuǎn)窯里高溫煅燒后,再加入石膏,磨細(xì)。普通水泥的主要成分是硅酸三鈣(3CaOSiO2)、硅酸二鈣(2CaOSiO2)和鋁酸三鈣(3CaOAl2O3)等。(2)玻璃的原料是純堿、石灰石和石英,普通玻璃的大致成分為Na2OCaO6SiO2。玻璃的種類有普通玻璃、鋼化玻璃、石英玻璃、光學(xué)玻璃等等。玻璃沒有固定的熔沸點(diǎn)。(3)比較水泥和玻璃的生產(chǎn)方法硅酸鹽產(chǎn)品水泥玻璃主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐原料石灰石和粘土純堿、石灰石、石英(過量)反應(yīng)原理發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化(不作要求)Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2CaCO3SiO2CaSiO3CO2主要成分3CaOSiO2; 3CaOSiO2;3CaOAl2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反應(yīng)條件高溫高溫(4)陶瓷主要原料:粘土中國瓷都:景德鎮(zhèn)陶都:宜興例題解析例1三硅酸鎂被用來治療胃酸過多的胃潰瘍,是因?yàn)樵撐镔|(zhì)不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久。把三硅酸鎂Mg2Si3O8nH2O改寫成氧化物的形式為_,它中和胃酸(HCl)的化學(xué)方程式是_。思路分析:本題若直接寫三硅酸鎂與鹽酸的反應(yīng),很多學(xué)生會感到無從入手或?qū)戝e(cuò)方程式。但若能將此硅酸鹽改寫成氧化物的形式,便可看出該反應(yīng)可看作是判斷堿性氧化物(MgO)、酸性氧化物(SiO2)能否與鹽酸反應(yīng)的問題。解題:2MgO3SiO2nH2O;2MgO3SiO2nH2O4HCl2MgCl23SiO2(n2)H2O。誤區(qū)點(diǎn)撥:解題依據(jù)是:堿性氧化物與酸反應(yīng)生成鹽和水,酸性氧化物不與酸(鹽酸)反應(yīng)。例2礦泉水一般是由巖石風(fēng)化后被地下水溶解其中可溶部分生成的此處所指的風(fēng)化作用是指礦物與水和CO2同時(shí)作用的過程例如鉀長石(KAlSi3O8)風(fēng)化生成高嶺土Al2Si2O5(OH)4,此反應(yīng)的離子方程式為2KAlSi3O82H2CO39H2O2K2HCO34H4SiO4Al2Si2O5(OH)4。這個(gè)反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是_。思路分析:分析反應(yīng)前后的酸的酸性強(qiáng)弱,正反映了由較強(qiáng)的酸制取較弱的酸這一普遍規(guī)律亦即解釋復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的原因應(yīng)用的是極其簡單的化學(xué)原理解題:碳酸的酸性比原硅酸強(qiáng),由較強(qiáng)的酸可制得較弱的酸?;A(chǔ)訓(xùn)練一選擇題(每小題有一個(gè)正確答案)1下列物質(zhì):氫氟酸;濃H2SO4;燒堿溶液;Na2CO3固體;氧化鈣; 濃HNO3,其中在一定條件下能與SiO2反應(yīng)的有 ( )A. B.全部 C. D.2高嶺土A12(Si2O5)(OH)4中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ( ) A46.5 B40 C23.3 D21.73能貯存在具有玻璃塞的磨口試劑瓶里的試劑是( )AHF溶液 BKOH溶液 C鹽酸 D水玻璃4下列以制取水泥和玻璃的共同特點(diǎn)的敘述中,錯(cuò)誤的是( )A生產(chǎn)所用設(shè)備相同 B反應(yīng)都在高溫的條件下進(jìn)行C原料中均有石灰石 D都發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化5熔化燒堿應(yīng)選用的坩堝是 ( )A鐵坩堝 B玻璃坩堝 C石英坩堝 D陶瓷坩堝6下列物質(zhì)屬于純凈物的是( )A.玻璃 B.水玻璃 C.二氧化硅 D.大理石7把過量的CO2通入下列溶液中,有白色沉淀產(chǎn)生的是 ( )ANa2SiO3 BCaCl2 CNaOH DCa(OH) 2 8 分析某硅酸鹽得如下結(jié)果:SiO2 45.7%、Al2O3 38.41%、K2O 12.1%、H2O 4. 42%,該鹽的化學(xué)式為A.K2OAl2O32SiO22H2O B.K2OAl2O34SiO2H2O ( )C.K2O2Al2O35SiO22H2O D.K2O3Al2O36SiO22H2O9下列有關(guān)碳和硅氧化物的說法中,正確的是 ( )A二氧化硅的水溶液顯酸性,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,說明碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)C高溫時(shí)二氧化硅與純堿反應(yīng)放了二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)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不純CaCO3樣品與足量鹽酸作用后生成4.44 g CO2,且溶液中殘留難溶物質(zhì)。則對于此樣品中是否存在MgCO3 K2CO3 SiO2雜質(zhì)的判斷正確的是 ( )A.肯定含,不含 B.肯定含,可能含C.肯定含,不含 D.肯定含,可能含二填空題11制造普通硅酸鹽水泥的原料有 、 、 。制造普通玻璃的原料有 、 、 ,12在地殼內(nèi),深度每增加1千米,壓力大約增加2525030300 kPa,在這樣的壓力下,較簡單的硅酸鹽會轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的硅酸鹽已知:鈣長石、鎂橄欖石、石榴子石的化學(xué)式分別是:CaAl2Si2O8;Mg2SiO4;CaMg2Al2Si3O12(1) 用氧化物形式表示的化學(xué)式分別為:鈣長石_,鎂橄欖石_,石榴子石_(2) 寫出鈣長石和鎂橄欖石轉(zhuǎn)化為石榴子石的化學(xué)方程式: 。13古希臘流傳這樣一個(gè)傳奇故事:一批販運(yùn)純堿的商船停泊在江邊的沙岸部,商人們找不到石頭來搭灶煮飯,就把船上的大塊純堿搬來,放在沙地上墊鍋?zhàn)鲲?,飯熟后商人們驚奇地發(fā)現(xiàn)“灶”變成了晶瑩透明的固體。你認(rèn)為這種固體可能是_,其主要成分是_。14實(shí)驗(yàn)室里盛放堿液的試劑瓶瓶塞不能用玻璃塞,是因?yàn)?。檢驗(yàn)生石灰里含有石英和石灰石的方法是 。15要制造1020kg鉀玻璃(組成K2OCaO6SiO2),需要K2CO3_kg,CaCO3_kg,SiO2_kg。16氮化硅Si3N4是一種非氧化物高溫陶瓷結(jié)構(gòu)材料,具有高硬度、高強(qiáng)度、耐腐蝕等特性,其超強(qiáng)的拉彎強(qiáng)度達(dá)到8104 Ncm210104 Ncm2,而且在1200高溫下也不會下降。用氮化硅陶瓷制成的內(nèi)燃機(jī)不需冷卻裝置,可節(jié)約燃料30左右,熱功轉(zhuǎn)換效率提高到4050。粉末狀的Si3N4,可以由SiCl4的蒸氣和氨氣的混合物反應(yīng)制取。粉末狀的Si3N4對空氣和水都不穩(wěn)定。但是將粉末狀的Si3N4和適量的MgO在2301.01105Pa和185的密閉容器中熱處理,可以制得結(jié)構(gòu)十分緊密而且對空氣和水都十分穩(wěn)定的高溫結(jié)構(gòu)材料。(1)寫出由SiCl4和NH3反應(yīng)制備Si3N4的化學(xué)方程式:_。(2)分別寫出Si3N4與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。(3)試思考說明為什么結(jié)構(gòu)緊密的Si3N4,不再受H2O、O2的侵蝕?答:_。17有A、B、C三種不溶于水的固體物質(zhì)。其中A為黑色能導(dǎo)電的固體。A在氧氣中充分燃燒時(shí),只得到一種無色氣體D,在同溫同壓下D對氧氣的相對密度為1.375。固體B可溶于熱的NaOH溶液得到溶液E,往E中通入過量D,可得白色膠狀沉淀。固體B與石灰石、純堿按質(zhì)量比為18:5:5.3混合后熔融得到C,C為玻璃態(tài)物質(zhì)。試確定:(1)寫出A、B、C、D各物質(zhì)的名稱。(2)求C的氧化物的組成式。一選擇題1C2A3C4A5A6C7A8D9B10B二填空題11石灰石 黏土 石膏 純堿 石灰石 石英12(1)CaOAl2O32SiO22MgOSiO2CaO2MgOAl2O33SiO2(2)CaAl2SiO8Mg2SiO4=CaMg2Al2Si3O1213玻璃;Na2SiO3 和SiO214堿液可腐蝕玻璃;加足量鹽酸,有不溶物存在及有氣體放出,則有石英和石灰石15276,200,72016(1)3SiCl4+4NH3= Si3N4+12HCl (2) Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3 Si3N4+3O2=3SiO2+2N2 (3)固體Si3N4表面與空氣中的氧氣反應(yīng),生成穩(wěn)定的二氧化硅,從而形成了二氧化硅的保護(hù)層、防止內(nèi)部的Si3N4繼續(xù)與空氣和水接觸而被侵蝕。17(1)A:石墨 B:二氧化硅 C:玻璃 D:二氧化碳 (2)Na2OCaO6SiO2第二課時(shí) 二氧化硅與信息材料基礎(chǔ)梳理1二氧化硅的性質(zhì)(1)物理性質(zhì):二氧化硅是一種熔點(diǎn)高,硬度大,不溶于水的固體。(2)化學(xué)性質(zhì):具有弱氧化性:SiO22CSi2CO具有酸性氧化物的通性:SiO2是一種酸性氧化物,是H2SiO3的酸酐。CaOSiO2CaSiO3(煉鐵中除爐渣)SiO22NaOHNa2SiO3H2O(盛放堿性溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,常用橡皮塞)與某些鹽的反應(yīng):Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2CaCO3SiO2CaSiO3CO2特性:SiO24HFSiF42H2O(腐蝕玻璃)。(3)SiO2和CO2的性質(zhì)比較二氧化碳二氧化硅結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由CO2分子構(gòu)成由O和Si原子構(gòu)成物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)低、可溶于水堅(jiān)硬難熔的固體、不溶于水化學(xué)性質(zhì)與堿反應(yīng)CO2+2NaOHNa2CO3H2OSiO22NaOHNa2SiO3H2O與水反應(yīng)CO2+H2O H2CO3與CaO反應(yīng)CaOSiO2CaSiO3與酸反應(yīng)SiO24HFSiF42H2O用途制飲料、碳酸鹽光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件存在空氣中巖石、沙石、水晶(4)二氧化硅的用途SiO2是制造光導(dǎo)纖維的主要原料。石英制作石英玻璃、石英電子表、石英鐘等。水晶常用來制造電子工業(yè)的重要部件、光學(xué)儀器、工藝品等。石英砂常用作制玻璃和建筑材料。2、硅的工業(yè)制法及性質(zhì)(1)工業(yè)制法:工業(yè)上用炭自在高溫下還原二氧化硅的方法,制得含有少量雜質(zhì)的粗硅。將粗硅在高溫下跟氯氣氣反應(yīng)生成四氯化硅,四氯化硅經(jīng)提純后,再用氫氣還原,就可以得到高純度的硅。操作流程:二氧化硅粗硅四氯化硅精硅(2)物理性質(zhì):晶體硅是灰黑色色、有金屬光澤、硬而脆的固體,熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高,硬度也很大(因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)類似于金剛石),是良好的半導(dǎo)體材料,廣泛應(yīng)用于電子的各個(gè)領(lǐng)域。(3)化學(xué)性質(zhì):很穩(wěn)定常溫下不與O2、Cl2、H2、濃H2SO4、濃HNO3等反應(yīng)。加熱或高溫時(shí)有強(qiáng)還原性:常溫下能與氟氣(F2)、氫氟酸(HF)反應(yīng):Si+2F2SiF4;Si+4HFSiF4+2H2例題解析例117g樣品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2 ),放入盛100 mL NaOH溶液的燒杯中,充分反應(yīng)后過濾,向?yàn)V液中加入10 molL-1稀H2SO4溶液,生成的沉淀的物質(zhì)的量與加入H2SO4溶液的體積關(guān)系如下圖。試求:加入NaOH溶液的濃度;b5時(shí),樣品中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。思路分析: 沉淀達(dá)最大量時(shí),溶液中僅Na2SO4 ,沉淀是Al(OH)3、Fe2O3、H2SiO3。根據(jù)電荷守恒可得: n(Na)2n(SO42)c(NaOH)0.1L210mol/L0.025L所以有:c(NaOH)5 mol/L 由圖可知溶解Al(OH)3消耗30mLH2SO4 n(Al3)0.2 moln(Al2O3)102g/mol0.1 mol10.2g總OH溶Al2O3耗溶SiO2 耗余OH0.1L5 mol/L0.1 mol2n(SiO2 )2b10mol/L2已知b5 n(SiO2 )0.1 mol60g/mol0.1 mol6g ,從而可推知Fe2O3?;A(chǔ)訓(xùn)練一選擇題1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、2 B.6、3 C.5、4 D.3、62下列說法正確的是( )A.1mol二氧化硅的質(zhì)量是60g B.60g二氧化硅中含2mol氧分子 D.二氧化硅的摩爾質(zhì)量是60g C.1mol的二氧化硅的質(zhì)量是60g/mol3下列關(guān)于玻璃的敘述正確的是( ) A. 制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B. 普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅C. 玻璃是幾種成分熔化在一起的晶體D. 玻璃也是硅酸鈉鹽,有一定的熔點(diǎn)4制取下列物質(zhì),無需利用到二氧化硅的是( ) A. 玻璃 B. 水泥C. 粗硅 D. 光導(dǎo)纖維5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(diǎn)是( )生成物是硅酸鹽;反應(yīng)條件是高溫;含有硅的物質(zhì)作原料;反應(yīng)原理是一系列復(fù)雜的物理-化學(xué)變化 ( )A. B. C. D.6除去SiO2中混有的少量生石灰和石灰石,有如下操作:加水溶解 加水煮沸 過濾 加稀HCl 加稀H2SO4,正確的操作順序是( )A BC D7下列物質(zhì)的貯存方法,正確的是( )A硅酸鈉溶液和堿性溶液存放在膠塞密封的試劑瓶中B氫氟酸盛放在棕色試劑瓶中C液溴盛放在帶有膠塞的細(xì)口瓶中D氯水盛放在棕色細(xì)口瓶中8 某硅酸鹽樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58.6%,其化學(xué)組成用氧化物形式可表示為nZnOSiO2,則n值等于( )A.0.5 B .1 C.2 D.39碳化硅又稱金剛砂(SiC),它的分解溫度很高(約20000C),硬度極大,溶解性與化學(xué)活潑性都很差,試推斷與它的結(jié)構(gòu)類似的是( )A金剛石 B氯化鈉 C石墨 D水二填空題 10以石英砂、焦碳、水、MnO2和濃鹽酸為原料來制取純硅,寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式: ; ; ; ; ;11原硅酸通過分子間縮水聚合可形成不同的多硅酸(多聚體),如: 原硅酸 二聚體 三聚體則原硅酸的化學(xué)式是_,原硅酸二聚體的化學(xué)式是_,按上述規(guī)律,n個(gè)原硅酸聚合而成的鏈狀多酸分子的通式是_。三計(jì)算題12含有SiO2的石灰石5g和0.267mL0.5mol/L的鹽酸反應(yīng),所得CO2在標(biāo)況下的體積為1064mL。 要中和剩余的鹽酸,需1mol/L的NaOH溶液的體積多少毫升? 煅燒這種不純的石灰石1t,最后殘留固體的質(zhì)量是多少?13為熔制鉀玻璃準(zhǔn)備如下熔料:360g重的石英砂,67.2g重的苛性鉀和88.8g重的熟石灰 .假定這些熔料不含雜質(zhì).(1)計(jì)算在制得的鉀玻璃中各氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù).(2)用氧化物的形式表示鉀玻璃的組成.一選擇題1C2A3AB4B5D6B7AD8C9A二填空題10MnO2+4HCl(濃) = MnCl2+Cl2+2H2O,高溫SiO2+2C = Si+2CO,高溫Si+2Cl2 = SiCl4,電解2H2O = 2H2+O2,高溫SiCl4+2H2 = Si+4HCl。11H4SiO4,,H6Si2O7 ,H6SinO3n+1三計(jì)算題1238.5mL 0.582t13(1)K2O%:11.7% CaO%:13.9% SiO2%:74.4%(2)K2O2CaO10SiO2- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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