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二氧化硅与信息材料

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专题3:第三单元 含硅矿物与信息材料
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
6、用光导纤维制造内窥镜,探视病人内脏疾病,这是利用了光导纤维下列性能中的( )
A.不发生广辐射                B.能传输大量信息,且不怕腐蚀
C.无论怎样绕曲,都能很好的传导光线      D.熔点高,耐高温
7、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是                  ( )
A.烧碱溶液    B.浓硫酸       C.氢氟酸      D.碳酸钠溶液
8、下列物质中,主要成分不是二氧化硅的是                ( )
A.金刚砂    B.玛瑙     C.水晶    D.石英 
9、要除去SiO2中混有的少量CaO杂质,最适宜的试剂是          ( )
A.纯碱溶液       B.盐酸       C.硫酸       D.苛性钠溶液
10、15gSiO2和足量的C在高温下发生反应:SiO2+3C==SiC+2CO↑。下列叙述正确的( )
A、氧化剂和还原剂的质量比为1:2       B、SiO2是还原剂
C、反应中有6gC被氧化            D、反应中生成了28gCO
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11、有A、B、C、D、E五种都含硅元素的物质,它们能发生如下变化:(1)C受热后失水生成D;(2)A溶液与钙盐溶液反应生成白色沉淀E;(3)D烧碱反应生成A和水;(4)B在空气中燃烧生成D;(5)D在高温下于碳酸钙反应生成E和一种气体;(6)A溶液与盐酸反应可生成白色胶状沉淀;(7)D在高温下与碳反应生成单质B。试推测A、B、C、D、E各为何物?并写出(1)- (7)各个变化的化学方程式。


12、硅可与浓烧碱溶液反应,其化学方程式为:Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
(1)将7克硅跟足量的浓烧碱溶液反应,在标准状况下放出氢气多少升?
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