第三单元　含硅矿物与信息材料优质课教学设计

第3讲

含硅物质与信息材料

[考纲要求]

1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。

考点一

碳、硅单质的存在与性质

1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途

(1)碳在自然界既有______态又有______态。碳的同素异形体有______、______、无定形碳、______等。

(2)硅在地壳中的含量占第____位，仅次于____。晶体硅的熔点和沸点都很____，硬度很____。晶体硅是一种良好的________材料，广泛用于电子工业的各个领域，如：用作半导体芯片、大规模集成电路等，它还是人类将_____能转化为_____能的常用材料，用于制造光电池。

2．碳、硅单质的化学性质

工业制粗硅：SiO高温2＋2C=====Si＋2CO↑

1．下列关于硅的说法中，不正确的是

(

) A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料

B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料

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，硅能与氯气、氧气等非金属反应

考点二

碳、硅的氧化物

二氧化碳和二氧化硅的比较

物质

二氧化硅

二氧化碳

结构

空间立体网状结构，不存在单个分子

存在单个CO2分子

主要物理性质

硬度____，熔、沸点____，常熔、沸点____，常温下为气体，温下为____体，不溶于水

微溶于水

①与水反应

不反应

②与酸反应

只与氢氟酸反应：

____

__________ 不反应

化③与碱(NaOH) 液反应

______

________ (盛碱液的试剂瓶用____塞)

学性如与Na2SiO3反应：质

④与盐反应

如与Na2CO3反应：

_________________

_或_________________________ Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3

⑤与碱性氧化物反应

如与CaO反应：如与Na2O反应：______________________ ______________________ 用途

光导纤维、光学仪器、电子部件

制饮料、制碳酸盐

2．除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：

(1)CO(CO2)：____________________。(2)CO2(CO)：__________________________。

(3)CO2(HCl)：____________________。(4)CO2(H2S)：___________________________。

3．指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内。

①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

(

) ②SiO高温2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑

(

) ③SiO高温2＋2C=====Si＋2CO↑

(

) ④SiO高温2＋3C=====SiC＋2CO↑

(

) ⑤SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O

(

) A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀

B．氧化性

C．酸性氧化物的通性

D．将挥发性的酸酐从其盐中置换出来

E．未参加氧化还原反应

考点三

硅酸及硅酸盐

1．硅酸

硅酸____溶于水，其酸性比碳酸_

___。

(1)硅酸不稳定，受热易分解：

______________________________________________________。

(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为

______________________________________________________。

(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。

2．硅酸盐

(1)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成_______

_____，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成

。

(2)硅酸钠(Na2SiO3) ①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称___

_____，有黏性，水溶液显碱性。

②用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。

3．无机非金属材料

(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。

常见硅酸盐材料

水泥

玻璃

陶瓷

生产原料

石灰石、黏土

纯碱、石灰石、石英

黏土

主要设备

水泥回转窑

玻璃熔炉

陶瓷窑

(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。

4．能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是

(

) A．CO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸

B．在高温条件下，SiO高温2和Na2CO3能发生反应：SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑

C．SiO2的熔点比CO2的高

D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶

CO2与强碱溶液反应产物的判断方法

【例1】

在100 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中缓缓通入CO2气体。

(1)请写出通入CO2气体的过程中发生反应的离子方程式。

(2)讨论随CO2通入量的多少，反应产物的不同及量的多少。

【例2】

标准状况下，将3.36 L CO－2气体通入200 mL 1.00 mol·L1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO2－－3)与c(HCO3)的比值为(不考虑CO2－－3、HCO3的水解)

(

)

A．1∶1

B．1∶2

C．2∶1

D．1∶3

5．用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0 g，则此铅氧化物的化学式是

(

) A．PbO

B．Pb2O3

C．Pb3O4

D．PbO2

6．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素

（

）

A．在自然界中只以化合态的形式存在

B．单质常用作半导体材料和光导纤维

C．最高价氧化物不与酸反应

D．气态氢化物比甲烷稳定

7．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是

(

)

材料

主要化学成分

A 刚玉、金刚石

三氧化二铝

B 大理石、石灰石

碳酸钙

C 普通水泥、普通玻璃

硅酸盐

D 沙子、石英

二氧化硅

8．开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是

（

）

A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料

B．C60属于原子晶体，用于制造纳米材料

C．纤维素乙酸酯属于天然高分子材料

D．单晶硅常用于制造光导纤维

9．碳纳米管是近年来发展迅速的一种具有特殊结构及优异性能的纳米材料。它是由碳原子形成的无缝、中空管体材料，主要由五边形、六边形的碳环组成，相当于石墨结构卷曲而成，结构如下。

⑴．写出一种与碳纳米管互为同素异形体的物质名称

⑵．碳纳米管有许多独特的性质，如高机械强度和弹性，多孔结构能吸附气体分子。因此碳纳米管可用作

。

①防弹衣材料

②防火材料

③储氢材料

④绝缘材料

A

．①②

B．③④ C．①③

D．②④

[来源:Zxxk.Com]