2016年含硅矿物与信息材料.doc

1．硅元素在地壳中的含量居第2位，仅次于氧。 2．在冶铁工业中，生成炉渣的主要成分为CaSiO3，相关反应为：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。 一、硅酸盐 1．表示方法——氧化物法 俗名 锆石 红柱石 钙铝石榴子石 镁橄榄石 氧化物表示法 ZrO2·SiO2 Al2O3·SiO2 3CaO·Al2O3·3SiO2 2MgO·SiO2 2.硅酸钠 (1)物理性质：可溶于水，其水溶液称“水玻璃”。 (2)化学性质： 与盐酸反应： Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3＋2NaCl。 与H2CO3反应： Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3＋Na2CO3。 3．用途 Na2SiO3溶液在建筑行业常用做黏合剂，经Na2SiO3溶液浸泡过的产品既耐腐蚀又不易着火。 二、硅酸盐产品 硅酸盐产品 原料 主要设备 水泥 黏土、石灰石 水泥回转窑 玻璃 石灰石、纯碱、石英 玻璃熔炉 陶瓷 黏土 三、二氧化硅与信息材料 1．二氧化硅 (1)物理性质： 熔、沸点高，硬度大，不溶于水。 (2)化学性质： ①酸性氧化物的通性： 与NaOH溶液反应： 2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O。 与碱性氧化物(CaO)反应：CaO＋SiO2CaSiO3。 特性：与氢氟酸反应SiO2＋4HF===SiF4＋2H2O。 (3)用途：制作光学镜片，石英坩埚，还可用于制作光导纤维。 2．硅 (1)物理性质： 熔、沸点都很高，硬度大，导电性介于导体和绝缘体之间。 (2)化学性质： 常温下，性质稳定，与O2、Cl2、HNO3、H2SO4都很难发生反应。 (3)工业制法： SiO2Si(粗)SiCl4Si(纯) 反应的化学方程式依次为：SiO2＋2CSi＋2CO， Si＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si＋4HCl。 (4)用途： 硅用作半导体材料，制造集成电路。 1．光能电池板的原料是什么？ 答案：高纯度的晶体硅。 2．(1)硅酸钠水溶液为什么要密闭保存？ (2)实验室如何盛放氢氟酸？ (3)实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡胶塞而不用玻璃塞？ 答案：(1)Na2SiO3水溶液会与空气中的CO2反应。 (2)放在塑料瓶中密闭保存。 (3)NaOH与玻璃中的SiO2反应，生成Na2SiO3，把试剂瓶和瓶塞黏在一块不易打开。 3．工业上生产水泥、玻璃需要的共同原料是什么？答案：石灰石。 4．工业制硅的三个反应中，硅元素总是被还原吗？ 答案：不是，硅与氯气的反应中，硅元素被氧化。 5．连连看。 光导纤维　　　　　　 硅芯片 a．硅单质 水泥 ．二氧化硅 水晶 c．硅酸盐 水玻璃 答案：－b　－a　－c　－b　－c 硅酸盐和硅酸盐产品 1．硅酸盐表示方法——氧化物法 硅酸盐通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为： (1)氧化物的排列顺序： 活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。 (2)氧化物之间以“·”隔开。 (3)氧化物前的化学计量数配置原则：各元素原子总个数比符合原来的组成。 (4)化学计量数配置出现分数应化为整数。 2．三种硅酸盐产品的比较 水泥 玻璃 陶瓷 主要原料 石灰石、黏土、石膏 纯碱、石灰石、石英 黏土 生产过程及主要反应 原料生料熟料成品 Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2↑混合→成型→干燥→烧结→冷却 主要成分及种类 3CaO·SiO2(硅酸三钙)、2CaO·SiO2(硅酸二钙)、3CaO·Al2O3(铝酸三钙) 普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3、SiO2)、石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃、有色玻璃 土器、陶瓷、瓷器 主要性能 水硬性、不可逆过程 玻璃态物质，没有固定的熔沸点，可在一定范围内软化 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘 典型设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 共同特点 高温条件下发生复杂的物理化学变化，冷却后成为成分复杂的硅酸盐 [例1]　下列说法正确的是(　　) A．制取水泥和玻璃的原料中均有纯碱 B．普通玻璃是电的绝缘体，这种透明的固体物质是混合物，无固定的熔点 C．普通玻璃俗称水玻璃 D．硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅 [解析]　制取玻璃的原料中有纯碱，而制取水泥的原料中没有纯碱，A不正确；普通玻璃的组成一般为Na2O·CaO·6SiO2，故玻璃属于混合物，没有固定的熔、沸点，B正确；普通玻璃和水玻璃的成分不同，水玻璃不是普通玻璃的俗名，C不正确；制取水泥和玻璃的原料中均有石灰石，石灰石中不含有硅，D不正确。 [答案]　B (1)硅酸盐工业使用的原料中有含硅的物质，但不是每种物质都含有硅；硅酸盐产品都是混合物。 (2)硅酸盐的组成可用