第三单元 含硅矿物与信息材料
课时1 硅酸盐矿物与硅酸盐产品
【学海导航】
1、了解硅在自然界的存在形式,了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切联系。
2、掌握陶瓷、水泥、玻璃等重要的硅酸盐产品。
【主干知识】
1、硅的存在：
（1）在地壳中的含量仅次于 ，居于第 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 、 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。
2、硅酸盐极其性质
（1）硅酸盐组成的表示方法
①盐化学式法
如:硅酸钠：Na2SiO3、硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。
②盐氧化物法
如:锆石：__________________ 红柱石___________________
镁橄榄石：_______________ 钙铝石榴子石______________
（2）硅酸盐的性质
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________、_________
②Na2SiO3的水溶液俗称________,是建筑业中常用的一种_________,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既___________又__________。
③Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2,化学方程式______________________________,因此Na2SiO3溶液要________保存。
3、硅酸盐产品(查阅资料或者参观玻璃厂、水泥厂了解水泥和玻璃是如何生产的)
（1）陶瓷：中国是瓷器之都,新石器时代就已经掌握了炼陶技术,陶瓷不仅广泛应用于生活,而且在电子工业,原子能工业,宇航事业等方面发挥越来越重要的作用。
（2）水泥：建筑业中使用最普遍的基础材料。
制造原料：_______(主要成分______),___________;
主要设备：__________________
生产条件：__________________
(注意:生产过程中加入石膏的作用_____________________________)
（3）玻璃：一种重要的工农业原料。
制造原料：____________,____________,___________;
主要设备：__________________
生产条件：__________________
成分：__________________
【课堂练习1】给下列溶液中通入CO2气体，不可能产生沉淀的是 （ ）
(A)氯化钙和硝酸钡的混合液 (B)稀的水玻璃
(C)偏铝酸钠溶液 (D)碳酸钠饱和溶液
【课堂练习2】在炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中，都需要的原料是 （ ）
(A)生石灰 (B)石灰石 (C)石英 (D)纯碱
【课堂练习3】 应用带胶塞的玻璃试剂瓶保存的溶液是（ ）
（A）烧碱 （B）硫酸钠溶液 （C）水玻璃 （D）浓硫酸
【课堂练习4】氢氧化铝胶囊、碳酸氢钠粉剂都因能同胃酸反应，曾用来治疗胃酸过多。三硅酸镁（2MgO?3SiO2?nH2O）和氢氧化铝胶囊一样，在治疗时作用更持久。试写出三硅酸镁同胃酸的主要成分作用的离子方程式： 。
【达标提高】 （一看就懂，一做就会）
123456789101112
1、在自然界里，硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是 （ ）
A、晶体硅B、二氧化硅C、硅酸D、硅酸盐
2、下列说法中不正确的是 （ ）
A、硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅
B、水泥、普通玻璃都是混合物
C、生产水泥和玻璃都必须用石灰石
D、用纯净的石英制成石英玻璃,它的膨胀系数小,常用来制造耐高温的化学仪器
3、下列物质的主要成分不属于硅酸盐的是 （ ）
A、水晶 B、陶瓷 C、水玻璃 D、普通玻璃
4、融化烧碱应选用的坩埚是 （ ）
A、铁坩埚 B、 玻璃坩埚 C、石英坩埚 D、瓷坩埚
5、下列各组离子在水中能大量共存的是 （ ）
A、K+、H＋、SiO32－、S2－B、Na+、K+、OH-、SiO32-
C、Na+、Cl-、OH－、HCO3D、Na+、H+、NO3-、SO42-
6、高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数值分别为 （ ）
A、7、2B、5、4C、6、3D、3、6
7、下列反应不能一步得到的是 （ ）
A、SiO2?→Na2SiO3B、SiO2?→H2SiO3
C、Na2SiO3?→SiO2D、H2SiO3?→SiO2
8、现有石灰石、二氧化硅、硅酸钠三种白色粉末，要用一种试剂鉴别，可选用（ ）
A、氢氧化钠溶液B、盐酸C、硝酸银溶液D、氯化钙溶液
9、下列物质中，既不能与盐酸反应，又不能烧碱溶液反应的是 （ ）
A、水玻璃B、二氧化硅C、一氧化碳D、氧化铝
10、向下列物质的饱和溶液中通入CO2，不发生反应的是 （ ）
A、NaAlO2B、NaHSO4C、Na2SiO3D、Ca(ClO)2
11、能贮存在带磨口塞的玻璃试剂瓶中的试剂是 （ ）
A、KOH溶液B、浓H2SO4C、水玻璃D、氢氟酸
12、等质量的Si和O2在密闭容器中反应后，剩下固体中含氧质量分数是 （ ）
A、＜50%B、＝50%C、＞50%D、不能确定
课时2 二氧化硅与信息材料
【学海导航】
1、知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。
2、认识单晶硅的使用给人类文明进程所带来的重大影响。
【主干知识】
一、二氧化硅（SiO2）
1、存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。
天然二氧化硅的矿物有：硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等。
2、物理性质：①状态： ；②熔、沸： ；③硬度： ；④水溶性 。
3、化学性质：
（1）结构：二氧化硅晶体与金刚石结构相似，具有高硬度、高熔沸点特征。
（2）具有酸性氧化物的通性；
①二氧化硅与氧化钙（高温）： SiO2＋ CaO――
②二氧化硅与氢氧化钠溶液： SiO2＋ NaOH――
〖思考〗实验室盛放碱液的试剂瓶常用 塞，不用 塞，就是为了防止玻璃受碱液腐蚀生成Na2SiO3而使瓶口和塞子粘在一起。
写出反应的离子方程式： 。
③二氧化硅与碳酸钠（高温）： SiO2＋ Na2CO3――
（3）不跟酸（除 外）反应： SiO2＋ HF―― （雕刻玻璃、腐蚀玻璃）
（4）与C反应（高温）： ①SiO2＋ C―― ②SiO2＋ C――
4、用途：即为硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等的用途。
用于制造光导纤维、石英玻璃、电子光学仪器、精密仪器轴承、耐磨器皿等。
二、硅
1、物理性质：晶体硅是 色、有金属光泽、硬而脆的固体，熔点和沸点都很 ，硬度也很大（因为它的结构类似于金刚石），是良好的 材料，广泛应用于电子的各个领域。
2、化学性质：很稳定
（1）常温下不与O2、Cl2、H2、浓H2SO4、浓HNO3等反应。
（2）加热或高温时有强还原性：
Si＋ O2??
Si＋ C??
Si＋ Cl2??
（3）常温下能与氟气（F2）、氢氟酸（HF）反应：
Si十 F2??
Si十 HF??
3、硅的制备
工业上用炭自在高温下还原二氧化硅的方法，制得含有少量杂质的粗硅。将粗硅在高温下跟氯气气反应生成四氯化硅，四氯化硅经提纯后，再用氢气还原，就可以得到高纯度的硅。
工业制法：二氧化硅－→粗硅－→四氯化硅－→精硅（写出化学方程式）
（1） SiO2＋ C?? （制粗硅）
（2） Si＋ Cl2?? （分馏、提纯）
（3） SiCl4＋ H2?? ＋ （制纯硅）
【课堂练习1】地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物,不具有的性质 ( )
A、熔点很高 B、能与水反应生成对应的酸
C、可与纯碱反应 D、与碳在高温下反应可制取两元素中的一种单质
【课堂练习2】将30gSiO2和足量的碳在高温下发生反应SiO2+2C == Si+2CO↑，下列叙述中正确的是 ( )
A.有0.5molSiO2参加反应 B.反应中有12g碳被还原
C.反应中生成了2.24LCO(标准状况) D.反应中有0.5×6.02×1023个电子发生转移
【达标提高】
1下列物质中在一定条件下能与SiO2起反应的是 ( )
①浓H2SO4；②H2O；③浓硝酸；④氢氟酸；⑤KOH溶液；⑥氧化钙；⑦碳酸钠
A、①②⑥B、②④C、④⑤⑥⑦D、③④⑤⑥
2下列各组物质间，不能发生反应的是 ( )
A、二氧化硅与氧化钙（高温）B、二氧化硅与氢氧化钠（常温）
C、二氧化硅与碳（高温）D、二氧化硅与浓硝酸（常温）
3、关于硅的说法不正确的是 ( )
A、晶体硅是非金属元素，它的单质是灰黑色的有金属光泽的固体
B、晶体硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体
C、硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D、加热到一定温度时，硅能与碳、氧气等非金属反应
4、关于硅的说法中，不正确的是 ( )
A、硅是地壳中含量较丰富的元素
B、在自然界里，硅存在于各种矿物质和岩石中的形式是硅酸
C、晶体硅的结构与金刚石相似，都具有较高的熔沸点
D、晶体硅是良好的半导体材料
5、工业上制造金刚砂（SiC）的化学方程式是SiO2＋3C＝＝SiC＋2CO↑，在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是 ( )
A、1?2B、2?1C、1?1D、3?5
课时1 硅酸盐矿物与硅酸盐产品
【学海导航】
1、了解硅在自然界的存在形式,了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切联系。
2、掌握陶瓷、水泥、玻璃等重要的硅酸盐产品。
【主干知识】
1、硅的存在：
（1）在地壳中的含量仅次于 ，居于第 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 、 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。
2、硅酸盐极其性质
（1）硅酸盐组成的表示方法
①盐化学式法
如:硅酸钠：Na2SiO3、硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。
②盐氧化物法
如:锆石：__________________ 红柱石___________________
镁橄榄石：_______________ 钙铝石榴子石______________
（2）硅酸盐的性质
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________、_________
②Na2SiO3的水溶液俗称________,是建筑业中常用的一种_________,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既___________又__________。
③Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2,化学方程式______________________________,因此Na2SiO3溶液要________保存。
3、硅酸盐产品(查阅资料或者参观玻璃厂、水泥厂了解水泥和玻璃是如何生产的)
（1）陶瓷：中国是瓷器之都,新石器时代就已经掌握了炼陶技术,陶瓷不仅广泛应用于生活,而且在电子工业,原子能工业,宇航事业等方面发挥越来越重要的作用。
（2）水泥：建筑业中使用最普遍的基础材料。
制造原料：_______(主要成分______),___________;
主要设备：__________________
生产条件：__________________
(注意:生产过程中加入石膏的作用_____________________________)
（3）玻璃：一种重要的工农业原料。
制造原料：____________,____________,___________;
主要设备：__________________
生产条件：__________________
成分：__________________
【课堂练习1】给下列溶液中通入CO2气体，不可能产生沉淀的是 （ ）
(A)氯化钙和硝酸钡的混合液 (B)稀的水玻璃
(C)偏铝酸钠溶液 (D)碳酸钠饱和溶液
【课堂练习2】在炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中，都需要的原料是 （ ）
(A)生石灰 (B)石灰石 (C)石英 (D)纯碱
【课堂练习3】 应用带胶塞的玻璃试剂瓶保存的溶液是（ ）
（A）烧碱 （B）硫酸钠溶液 （C）水玻璃 （D）浓硫酸
【课堂练习4】氢氧化铝胶囊、碳酸氢钠粉剂都因能同胃酸反应，曾用来治疗胃酸过多。三硅酸镁（2MgO?3SiO2?nH2O）和氢氧化铝胶囊一样，在治疗时作用更持久。试写出三硅酸镁同胃酸的主要成分作用的离子方程式： 。
【达标提高】 （一看就懂，一做就会）
123456789101112
1、在自然界里，硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是 （ ）
A、晶体硅B、二氧化硅C、硅酸D、硅酸盐
2、下列说法中不正确的是 （ ）
A、硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅
B、水泥、普通玻璃都是混合物
C、生产水泥和玻璃都必须用石灰石
D、用纯净的石英制成石英玻璃,它的膨胀系数小,常用来制造耐高温的化学仪器
3、下列物质的主要成分不属于硅酸盐的是 （ ）
A、水晶 B、陶瓷 C、水玻璃 D、普通玻璃
4、融化烧碱应选用的坩埚是 （ ）
A、铁坩埚 B、 玻璃坩埚 C、石英坩埚 D、瓷坩埚
5、下列各组离子在水中能大量共存的是 （ ）
A、K+、H＋、SiO32－、S2－B、Na+、K+、OH-、SiO32-
C、Na+、Cl-、OH－、HCO3D、Na+、H+、NO3-、SO42-
6、高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数值分别为 （ ）
A、7、2B、5、4C、6、3D、3、6
7、下列反应不能一步得到的是 （ ）
A、SiO2?→Na2SiO3B、SiO2?→H2SiO3
C、Na2SiO3?→SiO2D、H2SiO3?→SiO2
8、现有石灰石、二氧化硅、硅酸钠三种白色粉末，要用一种试剂鉴别，可选用（ ）
A、氢氧化钠溶液B、盐酸C、硝酸银溶液D、氯化钙溶液
9、下列物质中，既不能与盐酸反应，又不能烧碱溶液反应的是 （ ）
A、水玻璃B、二氧化硅C、一氧化碳D、氧化铝
10、向下列物质的饱和溶液中通入CO2，不发生反应的是 （ ）
A、NaAlO2B、NaHSO4C、Na2SiO3D、Ca(ClO)2
11、能贮存在带磨口塞的玻璃试剂瓶中的试剂是 （ ）
A、KOH溶液B、浓H2SO4C、水玻璃D、氢氟酸
12、等质量的Si和O2在密闭容器中反应后，剩下固体中含氧质量分数是 （ ）
A、＜50%B、＝50%C、＞50%D、不能确定
课时2 二氧化硅与信息材料
【学海导航】
1、知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。
2、认识单晶硅的使用给人类文明进程所带来的重大影响。
【主干知识】
一、二氧化硅（SiO2）
1、存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。
天然二氧化硅的矿物有：硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等。
2、物理性质：①状态： ；②熔、沸： ；③硬度： ；④水溶性 。
3、化学性质：
（1）结构：二氧化硅晶体与金刚石结构相似，具有高硬度、高熔沸点特征。
（2）具有酸性氧化物的通性；
①二氧化硅与氧化钙（高温）： SiO2＋ CaO――
②二氧化硅与氢氧化钠溶液： SiO2＋ NaOH――
〖思考〗实验室盛放碱液的试剂瓶常用 塞，不用 塞，就是为了防止玻璃受碱液腐蚀生成Na2SiO3而使瓶口和塞子粘在一起。
写出反应的离子方程式： 。
③二氧化硅与碳酸钠（高温）： SiO2＋ Na2CO3――
（3）不跟酸（除 外）反应： SiO2＋ HF―― （雕刻玻璃、腐蚀玻璃）
（4）与C反应（高温）： ①SiO2＋ C―― ②SiO2＋ C――
4、用途：即为硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等的用途。
用于制造光导纤维、石英玻璃、电子光学仪器、精密仪器轴承、耐磨器皿等。
二、硅
1、物理性质：晶体硅是 色、有金属光泽、硬而脆的固体，熔点和沸点都很 ，硬度也很大（因为它的结构类似于金刚石），是良好的 材料，广泛应用于电子的各个领域。
2、化学性质：很稳定
（1）常温下不与O2、Cl2、H2、浓H2SO4、浓HNO3等反应。
（2）加热或高温时有强还原性：
Si＋ O2??
Si＋ C??
Si＋ Cl2??
（3）常温下能与氟气（F2）、氢氟酸（HF）反应：
Si十 F2??
Si十 HF??
3、硅的制备
工业上用炭自在高温下还原二氧化硅的方法，制得含有少量杂质的粗硅。将粗硅在高温下跟氯气气反应生成四氯化硅，四氯化硅经提纯后，再用氢气还原，就可以得到高纯度的硅。
工业制法：二氧化硅－→粗硅－→四氯化硅－→精硅（写出化学方程式）
（1） SiO2＋ C?? （制粗硅）
（2） Si＋ Cl2?? （分馏、提纯）
（3） SiCl4＋ H2?? ＋ （制纯硅）
【课堂练习1】地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物,不具有的性质 ( )
A、熔点很高 B、能与水反应生成对应的酸
C、可与纯碱反应 D、与碳在高温下反应可制取两元素中的一种单质
【课堂练习2】将30gSiO2和足量的碳在高温下发生反应SiO2+2C == Si+2CO↑，下列叙述中正确的是 ( )
A.有0.5molSiO2参加反应 B.反应中有12g碳被还原
C.反应中生成了2.24LCO(标准状况) D.反应中有0.5×6.02×1023个电子发生转移
【达标提高】
1下列物质中在一定条件下能与SiO2起反应的是 ( )
①浓H2SO4；②H2O；③浓硝酸；④氢氟酸；⑤KOH溶液；⑥氧化钙；⑦碳酸钠
A、①②⑥B、②④C、④⑤⑥⑦D、③④⑤⑥
2下列各组物质间，不能发生反应的是 ( )
A、二氧化硅与氧化钙（高温）B、二氧化硅与氢氧化钠（常温）
C、二氧化硅与碳（高温）D、二氧化硅与浓硝酸（常温）
3、关于硅的说法不正确的是 ( )
A、晶体硅是非金属元素，它的单质是灰黑色的有金属光泽的固体
B、晶体硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体
C、硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D、加热到一定温度时，硅能与碳、氧气等非金属反应
4、关于硅的说法中，不正确的是 ( )
A、硅是地壳中含量较丰富的元素
B、在自然界里，硅存在于各种矿物质和岩石中的形式是硅酸
C、晶体硅的结构与金刚石相似，都具有较高的熔沸点
D、晶体硅是良好的半导体材料
5、工业上制造金刚砂（SiC）的化学方程式是SiO2＋3C＝＝SiC＋2CO↑，在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是 ( )
A、1?2B、2?1C、1?1D、3?5
