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硅 無機(jī)非金屬材料 編號：16
班級 組別 姓名
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、扎實(shí)掌握硅及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用
2、小組合作探究性質(zhì)驗(yàn)證裝置及純度含量的測定方案。
3、 以極度的熱情投入課堂中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的快樂。
【 使用說明】利用一節(jié)課完成學(xué)案，下課收齊。下節(jié)課先檢查方程式書寫再針對出錯(cuò)多的題目重點(diǎn)討論10分鐘，學(xué)生展示點(diǎn)評20分鐘，搞好落實(shí)。
【 基礎(chǔ)自學(xué)】
一、硅
1、物理性質(zhì)：晶體硅是_______色、有_________光澤、硬而脆的固體。單質(zhì)硅的導(dǎo)電性_________________________。
2、化學(xué)性質(zhì)：
(1) 常溫下，硅能與哪些物質(zhì)反應(yīng)？


堿性溶液為什么不能用玻璃塞？用離子方程式 和必要的文字表述原因。

(2) 加熱條件下，硅能與某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)，如加熱時(shí)研細(xì)的硅能在氧氣中___________，生成____________并________________，化學(xué)方程式_____________________________。
3、工業(yè)上制取粗硅的原理是什么？

工業(yè)上，制得較純的硅的原理是什么？。請寫出上述過程中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。



4、硅在生產(chǎn)生活實(shí)際中的用途：用于制造__________、____________，還用于制造________________________________。此外，___________的用途也很廣，可用來制造______
_____________________________________________等。
練習(xí)1、關(guān)于硅下列說法中不正確的是（ ）
A、硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體
B、硅的導(dǎo)電性介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料
C、硅化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)
D、加熱到一定溫度時(shí)，硅能夠與氧氣、氯氣等非金屬單質(zhì)反應(yīng)
二、二氧化硅
1、 常見主要成分是二氧化硅的物質(zhì)有哪些？
二氧化硅晶體的硬度_______，熔點(diǎn)______。透明的石英晶體就是通常所說的_____________。
2、SiO2的化學(xué)性質(zhì)
（1）二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)__________，它是一種酸性氧化物，能與堿溶液緩慢反應(yīng)，離子方程式_______________________________；高溫時(shí)，能與堿性氧化物如CaO反應(yīng)，化學(xué)方程式____________________________________。
（2）常溫下二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，化學(xué)方程式_________________________。
此反應(yīng)常被用來__________________。
3、二氧化硅用途很廣，常被用來制造石英表中的____________和高性能的現(xiàn)代通訊材料----
______________。
練習(xí)2、下列有關(guān)二氧化硅的敘述正確的是（ ）
A、二氧化硅是由二氧化硅分子組成的，它的熔點(diǎn)高，硬度大
B、二氧化硅用于制造晶體管、集成電路
C、二氧化硅可用于制造石英鐘的壓電材料和光導(dǎo)纖維
D、二氧化硅是硅酸的酸酐，它不溶于任何酸
三、硅酸鈉
1、硅酸鈉的水溶液俗稱___________,呈________性，向硅酸鈉的水溶液中滴加鹽酸現(xiàn)象是________________________，離子方程式是______________________________________。
2、向硅酸鈉的水溶液中通入少量CO2離子方程式____________________________________。
向硅酸鈉的水溶液中通入足量CO2離子方程式____________________________________。
【思考】①Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4↓+ Na2CO3與 ②Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑
這兩個(gè)反應(yīng)矛盾嗎？

四、無機(jī)非金屬材料
1、無機(jī)非金屬材料主要包括____________、____________、_________等；這類材料一般___________、___________、____________，有些材料還有獨(dú)特的___________特性。
2、硅酸鹽材料是傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，其制品性質(zhì)_____，熔點(diǎn)_____，大都____溶于水。
3、生產(chǎn)玻璃的主要原料為_____________________，發(fā)生的主要的化學(xué)反應(yīng)有：____________________________ ，___________________________。普通玻璃的主要成分為_________________________________。盛放NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止發(fā)生____________________反應(yīng)（用化學(xué)方程式表示），而使瓶塞與瓶口粘在一起。
4、普通水泥的制造原料為_______________________；普通水泥的主要成分為____________________________________。水泥的優(yōu)良特性是_______________。
5、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些具有特殊結(jié)構(gòu)、特殊功能的新型無機(jī)非金屬材料如
__________________、_____________、_____________等被相繼研制出來。
練習(xí)3、下列關(guān)于無機(jī)非金屬材料的說法不正確的是（ ）
A、傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料
B、新型無機(jī)非金屬材料不僅克服了傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)，而且強(qiáng)度得到較大提升
C、高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)
D、傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料的主要成份都是硅酸鹽
【合作探究】
1、下列事實(shí)能夠證明碳的非金屬性比硅強(qiáng)的是（ ）
① Na2SiO3+CO2+2H2O==H4SiO4↓+Na2CO3 ②SiO2+2C Si+2CO↑
③ Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ ④CH4比SiH4穩(wěn)定
A、①④ B、②③ C、③④ D、①②③④
★2、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的一次性完成實(shí)驗(yàn)的裝置圖，驗(yàn)證醋酸溶液、二氧化碳水溶液、硅酸的酸性強(qiáng)弱順序是 CH3COOH > H2CO3 > H2SiO3


（1）利用上圖所示的儀器可以組裝實(shí)驗(yàn)裝置，則儀器的連接順序?yàn)?接 ，
接 ， 接 。
（2）寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

★★3、有一碳酸鈣樣品中含有SiO2，為測定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某化學(xué)活動小組設(shè)計(jì)了多種實(shí)驗(yàn)方案。
方案一：稱取樣品m g，加入過量鹽酸，用排水法收集并測定CO2的體積。
方案二：稱取樣品m g，加入過量的c mol?L-1的鹽酸Vml溶解樣品（設(shè)溶解后溶液的體積仍為Vml），取溶解樣品后的溶液0.1Vml，用c1mol?L-1NaOH溶液進(jìn)行滴定，消耗NaOH溶液V1ml。
方案三：稱取樣品m g，高溫（100℃以上）煅燒至質(zhì)量不再變化，在空氣中冷卻后稱量，質(zhì)量為m1 g。
方案四：稱取樣品m g，加入過量鹽酸使樣品溶解、過濾，在濾液中加入過量Na2CO3溶液，再過濾，將此沉淀洗滌、干燥，稱得碳酸鈣的質(zhì)量為m1 g。
⑴ 請你再提出一種方案

⑵ 用方案二的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
⑶ 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，依方案一、三、四所測定的碳酸鈣的含量不準(zhǔn)確，其中方案三對測定結(jié)果有什么影響？ ， 原因是_____________________________________

【課堂訓(xùn)練】
1、下列說法正確的是（ ）
A、硅材料廣泛應(yīng)用于光纖通訊 B、工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作工藝品
C、水晶項(xiàng)鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品 D、粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)
2、現(xiàn)有下列五個(gè)轉(zhuǎn)化，其中不可能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是（ ）
①SiO2→ Na2SiO3 ②CuSO4 →CuCl2 ③SiO2→H2SiO3
④CuO→Cu(OH)2 ⑤Na2O2→NaOH
A、①② B、③④ C、②③④ D、②③④⑤
3、下列表述正確的是（ ）
A、人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級耐火材料，主要成分是二氧化硅
B、提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料
C、 夏天到了，游客們佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護(hù)眼睛
D、太陽能電池可采用SiO2材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能
4、如何除去下列各粉末狀混合物中的雜質(zhì)（括號內(nèi)為雜質(zhì)），請選用下面提供的試劑和操作，將標(biāo)號填在表內(nèi)。
試劑：A、鹽酸B、燒堿溶液 C、氧氣 D、水 E、CO2 F、不用其他試劑
操作：①加熱 ②加熱熔融 ③過濾 ④結(jié)晶
含雜質(zhì)物質(zhì)所加試劑主要操作
Na2CO3（NaHCO3）
SiO2（CaCO3）
SiO2（Si）
NaCl(SiO2)
【 當(dāng)堂檢測】
下列說法都正確的是.（ ）
① 合金材料中可能含有非金屬元素
② 四川災(zāi)區(qū)重建使用了大量鋼材，鋼材是合金
③ “鋇餐”中使用的硫酸鋇是弱電解質(zhì)
④ 太陽能電池板中的硅在元素周期表中處于金屬與非金屬的交界位置
⑤ 人造纖維，合成纖維和光導(dǎo)纖維都是有機(jī)高分子化合物
⑥ 水陸兩用公共汽車中，用于密封的橡膠材料是高分子化合物
A. ①②③④ B. ①②④⑥ C. ①②⑤⑥ D. ③④⑤⑥

山東省昌樂二中高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案答案 編號16
【 基礎(chǔ)知識】
一、硅
1、灰黑、金屬光澤、介于導(dǎo)體和絕緣體之間
2、(1) 不活潑 氟氣、氫氟酸、強(qiáng)堿溶液
堿液與玻璃塞中的主要成分SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3，SiO2+2OH?=SiO32?+H2O，具有粘性，使瓶口與瓶塞之間發(fā)生粘連。
(2) 燃燒 二氧化硅 放出大量的熱 Si+O2 SiO2
3、SiO2+2C Si+2CO↑ Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4 +2H2 Si+4HCl
4、晶體管、集成電路、硅整流器和太陽能電池 硅合金 變壓器鐵芯、耐酸設(shè)備
練習(xí)1、C
二、二氧化硅
1、沙子、石英、水晶 大 高 水晶
2、(1) 不活潑 SiO2+2OH?=SiO32?+H2O SiO2+CaO CaSiO3
(2) SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 刻蝕玻璃
(3) 壓電材料 光導(dǎo)纖維
練習(xí)2、C
三、硅酸鈉
1、水玻璃 堿 產(chǎn)生白色沉淀 SiO32-+2H+=H2SiO3↓
2、SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+ CO32- SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-
不矛盾。因?yàn)榉磻?yīng)①為溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，反應(yīng)②為高溫條件下的反應(yīng)。
四、無機(jī)非金屬材料
1、玻璃、陶瓷、水泥 性質(zhì)穩(wěn)定 熔點(diǎn)較高 難溶于水 光電特征
2、穩(wěn)定 較高 難溶
3、純堿、石灰石、石英 Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ 硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅
4、石灰石和黏土 3CaO?SiO2 、 2CaO?SiO2 、 3CaO?Al2O3 具有水硬性
5、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷
練習(xí)3、(1) D
【合作探究】1、A
2、(1) A D E B C F
(2) 2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+CO2↑
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+ Na2CO3
3、（1）稱取樣品m g，加入足量的NaOH溶液（或鹽酸）使樣品完全溶解，過濾、洗滌沉淀、干燥、稱量CaCO3(SiO2)的質(zhì)量為m1 g。
（2）(5CV - 50C1V1)%/m
（3） 所測結(jié)果偏低 煅燒后的樣品在空氣中冷卻時(shí)，CaO會與空氣中的水蒸氣、二氧化碳結(jié)合，使稱量質(zhì)量偏高，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低。在過濾、洗滌操作過程中CaCO3沉淀會有損失。
【課堂訓(xùn)練】
1、A 2、B 3、B
含雜質(zhì)物質(zhì)所加試劑主要操作
Na2CO3（NaHCO3）F①
SiO2（CaCO3）A③
SiO2（Si）C①
NaCl(SiO2)D③ ④
4、
【當(dāng)堂檢測】B

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