鲁科版必修1第1节 硅 无机非金属材料教学演示课件ppt

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一、硅酸及其盐1.硅酸难溶于水,酸性比H2CO3的弱,受热或在干燥空气中易分解,化学方程式为H2SiO3 SiO2+H2O。2.硅酸钠(Na2SiO3)其水溶液俗称水玻璃,有黏性,所以盛NaOH溶液及Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞。3.硅酸盐(1)性质:硅酸盐性质稳定,熔点较高,大都难溶于水。(2)表示方法。硅酸盐的种类很多,结构复杂,无论是天然的还是人工制成的硅酸盐,其组成的表示方法有两种。
①化学式法:一般用于组成较简单的硅酸盐。如:硅酸钠Na2SiO3;硅酸钙CaSiO3。②氧化物法:常用的表示方法。如:镁橄榄石(Mg2SiO4)　2MgO·SiO2正长石(2KAlSi3O8)　K2O·Al2O3·6SiO2说明:用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时,各氧化物的排列顺序为:较活泼金属氧化物→较不活泼金属氧化物→二氧化硅→水用氧化物的形式表示下列硅酸盐:Na2SiO3　Na2O·SiO2、黏土:Al2Si2O7·2H2O　Al2O3·2SiO2·2H2O。
二、无机非金属材料1.传统的无机非金属材料——硅酸盐产品(1)玻璃和水泥。
(2)陶瓷。①生产原料:黏土(主要成分是氧化铝、二氧化硅和水等,其组成可用xAl2O3·ySiO2·zH2O来表示)。②重要性质:耐酸碱侵蚀。
2.新型无机非金属材料
1.下列关于硅酸的说法正确的是(　　)A.硅酸可以由二氧化硅和水通过化合反应直接制得B.利用强酸制弱酸的原理可由盐酸制取硅酸C.因为硅酸难溶于水,所以它不能与氢氧化钠溶液反应D.硅酸稳定性较强,受热不易分解解析：SiO2不能与水发生反应,A项错误;SiO2能与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O,C项错误;H2SiO3受热可分解生成SiO2和H2O, D项错误。答案：B
2.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是(　　)①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A.①②B.②③C.①④D.③④解析：硅的氧化物及硅酸盐占地壳质量的90%以上,故硅是构成岩石和矿物的基本元素,陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料,①④正确;②中水晶的主要成分是SiO2,不是硅酸盐制品,③中光导纤维的原料是SiO2而不是硅,②③错误。答案：C
硅酸盐的性质及表示方法
(1)浸过蒸馏水的滤纸条,在酒精灯加热灼烧后有什么现象?从中你得到什么启示?(2)浸泡过Na2SiO3溶液的滤纸条,在酒精灯上灼烧有什么现象?从中你得到什么启示?
探究提示(1)当水分蒸发后滤纸条燃烧起来。水浸过的滤纸条不防火。(2)滤纸条不燃烧。用Na2SiO3溶液浸泡物质可以防火。
1.硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,是一大类结构复杂的固态物质,大多不溶于水,化学性质稳定。2.硅酸盐组成的表示方法硅酸盐矿物的种类很多,结构也很复杂,为便于记忆,通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。其通式为:aMxOy·bSiO2·cH2O。当金属有多种时,先写活泼金属的氧化物,后写较不活泼金属的氧化物,按K2O、Na2O、CaO、MgO、Al2O3等顺序排列;各氧化物化学式之间用“·”隔开;各化学式前的计量数只能取整数;写成氧化物后,原化学式中各元素的原子个数比应保持不变。
硅酸钠Na2SiO3　　　　　　Na2O·SiO2钾长石K2Al2Si6O16 K2O·Al2O3·6SiO2黏土(Al2Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2OCaO·Al2O3·3SiO2·3H2O值得注意的是硅酸盐并不是由氧化物组成的。
【例题1】 青石棉是一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时,还原产物只有NO,下列说法不正确的是(　　)A.青石棉是一种硅酸盐产品B.青石棉中含有一定量的石英晶体C.青石棉的化学组成可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD.1 ml青石棉能使1 ml HNO3被还原
解析：硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称,青石棉是一种硅酸盐产品,故A项正确;青石棉是一种纯净物,不可能含有一定量的石英晶体,故B项错误;青石棉的化学组成可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O,故C项正确;1 ml Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O跟足量硝酸反应时,失去3 ml电子,而还原产物只有NO,故能使1 ml HNO3被还原,故D正确。答案：B
跟踪训练1下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是(　　)A.水玻璃是一种矿物胶,既不燃烧也不易腐蚀B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性且不易燃烧D.水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质解析:Na2SiO3的水溶液叫水玻璃,是一种矿物胶,通常用作耐火材料。硅酸的酸性比碳酸的弱,所以硅酸钠溶液在空气中容易变质生成硅酸,在空气中发生反应:Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3,故D项不正确。答案:D
秦陵兵马俑中所用颜料成分一直是个谜,近年来科学家才得知大多为硅酸盐,如蓝紫色的硅酸铜钡。这些颜料为什么能够长久存在?探究提示这些颜料之所以能够长久存在,是因为它们难溶于水,且化学性质稳定。
1.重要的硅酸盐产品水泥、玻璃、陶瓷的比较
2.传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的对比
【例题2】 下列有关硅材料的说法不正确的是(　　)A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温陶瓷B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高解析:普通玻璃为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2的混合物,没有固定的熔点。答案:D
跟踪训练2熔融氢氧化钠应选用的器皿是(　　)A.陶瓷坩埚B.石英坩埚C.普通玻璃坩埚D.生铁坩埚
解析：陶瓷的主要成分中含有SiO2,石英的成分就是SiO2,玻璃的主要成分中也含有SiO2,而SiO2在高温下可以与NaOH发生如下反应:SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O,所以A项、B项、C项的器皿都不能选用,只能选用生铁坩埚。
1.下列说法中不正确的是(　　)A.制取水泥和玻璃的原料都含有石灰石B.普通玻璃与钢化玻璃的化学成分相同C.氧化铝陶瓷可用来制作压电地震仪D.高温结构陶瓷属新型无机非金属材料解析：制造水泥的主要原料是石灰石和黏土,制造玻璃的主要原料是石灰石、纯碱和石英,两者都用到了石灰石;钢化玻璃是把普通玻璃放入电炉里加热,使它软化,然后急速冷却而制成的,因此其化学成分与普通玻璃相同,只是机械强度是普通玻璃的4~6倍,不易破碎等;氧化铝陶瓷属生物陶瓷,主要用于制造人工器官,如假牙、关节等,压电陶瓷用于制作压电地震仪。答案：C
2.下列物质中的主要成分不是硅酸盐的是(　　)A.玻璃B.陶瓷C.石英D.水泥解析：玻璃中的主要成分是硅酸钠、硅酸钙等,故A项不符合题意;陶瓷中的主要成分也是硅酸盐,故B项不符合题意;石英中的主要成分是二氧化硅,不是硅酸盐,故C项符合题意;水泥中的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙,故D项不符合题意。答案：C
3.下列有关硅及其化合物的描述不正确的是(　　)A.SiO2可用于制造光导纤维B.H2SiO3可以用二氧化硅和水反应制得C.普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料制成的D.盛装NaOH溶液的试剂瓶不用玻璃塞是因为玻璃塞与NaOH溶液反应解析：SiO2可用于制造光导纤维,A项正确;二氧化硅不溶于水,也不能与水反应生成硅酸,B项错误;普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料制成的,C项正确;盛装NaOH溶液的试剂瓶不用玻璃塞是因为玻璃塞能与NaOH溶液反应生成黏性很强的硅酸钠,D项正确。答案：B
4.绿泥石的组成可表示为Al4Si4Ox(OH)y,其中x、y分别为(　　)A.10　8 B.7　10 C.8　10 D.9　7
5.石棉污染会使吸入石棉纤维者易患肺癌。(1)某种石棉的化学式为Na2Fe5Si8H2O24,写成氧化物的形式的化学式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)三硅酸镁是一种胃病患者常用的抗酸剂。试写出三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)与胃酸(主要成分为盐酸)反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。