成功是优点的发挥,失败是缺点的积累。
§4-1 硅 无机非金属材料
一、单质硅与半导体材料
1.单质硅与半导体材料
(1)半导体材料:
半导体材料特指导电能力介于 和 之间的一类材料。最早使用的半导体材料是 ,现在应用最广泛的半导体材料是 。
(2)硅的物理性质:
单质硅有 和 两种,晶体硅是 色、有 光泽、硬而脆的固体、熔沸点___________。单质硅的导电性 可用作_____________。
(3)硅的化学性质:
①与非金属反应:
A加热时研细的硅能在氧气中 ,生成 并 ,化学方程式为 。
B 与碳反应:_________________________;
C 与氮气反应:_________________________;
D 与氯气反应:_________________________;
E 与氟气反应:_________________________;
②与金属反应:(Mg、Ca、Cu、Fe等)
与Mg反应:___________________________________;
③与酸反应
与HF反应:___________________________________;
④与碱反应:
与氢氧化钠溶液反应: 。
(4)制备:自然界中 游离态的硅,粗硅的制备方程式为 。
(5)用途:硅不但用于制造 、 ,还用于制造 和
等。此外, 的用途也很广。例如含硅4%的钢具有良好的 ,可用来制造 ;含硅15%左右的钢具有良好的 ,可用来制造
等。
二、二氧化硅与光导纤维
1、物理性质:
、 的主要成分就是二氧化硅,二氧化硅晶体是由 和 构成的(晶体中不存在分子),透明的石英晶体就是通常所说的 ,它无色、透明,熔点 、硬度 、_______溶于水。
2、化学性质:
(1)二氧化硅的化学性质 ,它是一种 氧化物。
①与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 ,硅酸钠的水溶液俗名 ,具有粘性,所以盛碱溶液的试剂瓶不能用 塞,只能用 塞。
②高温时,能与碱性氧化物如CaO反应,化学方程式为 。
(2)常温下二氧化硅能与氢氟酸反应,化学方程式为 。此反应常被用来 。 氢氟酸不能盛放在 瓶中。
(3)氧化性:高温下与焦炭反应:____________________________________
3.用途:
二氧化硅常被用来制造石英
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
中的 和高性能的现代通讯材料— 。
三.硅酸盐与无机非金属材料
1、硅酸盐
种类繁多、成分复杂复杂,一般不溶于水,化学性质稳定,多用氧化物的形式表示它们的组成,硅酸盐的表示
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
:活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅?水
钙长石的化学式为:CaAl2Si2O8,用氧化物的形式表示__________________________
镁橄榄石的化学式为:Mg2SiO4, 用氧化物的形式表示__________________________
石榴子石的化学式为:CaMg2Al2Si3O12, 用氧化物的形式表示__________________________
黏土的化学式为:Al2(Si2O5)(OH)4, 用氧化物的形式表示__________________________
石棉的化学式为:CaMg3(SiO3)4, 用氧化物的形式表示__________________________
2、无机非金属材料
硅酸盐材料是传统的 材料,其制品性质 ,熔点 ,大都 溶于水。
(1)制造普通玻璃的主要原料为 、 和 ,发生的主要的化学反应有 、 。普通玻璃是 、 和 熔化在一起所得到的物质,玻璃没有一定的 ,只在某一温度范围内 。
(2)制造水泥的主要原料为 和 ;普通水泥的主要成分为
( )、 ( )和 ( )等,水泥具有 ,即与水搅拌并静置后,很容易 ,所以水泥常用做 材料。 、 和 的混合物叫做混凝土,混凝土用钢筋做结构就是所说的 。
(3)陶瓷材料是人类应用 的硅酸盐材料,传统陶瓷是以 (其组成可用 来表示)等天然硅酸盐为主要原料烧制成的制品。新型的陶瓷材料有①高温结构陶瓷,包括 、
等,用氮化硅陶瓷可制成 。②生物陶瓷,如氧化铝陶瓷可做成,;氧化锆陶瓷可用于制造 、 和 等。③压电陶瓷,具有 效应,可用于制作 ,精确地测出地震强度,并指示地震的方位和距离。
※二、释疑解难、拓展提升
1. 晶体硅是由硅原子直接构成的,其排列方式和金刚石中碳原子排列方式相同,则每个硅原子与相邻的
个硅原子以强的相互作用直接连接,形成 结构,所以晶体硅的熔点 ,硬度 。二氧化硅晶体也是由硅原子和氧原子直接构成的,每个硅原子与相邻的 个氧原子以强的相互作用直接连接,每个氧原子与相邻的 个硅原子以强的相互作用直接连接,形成空间网状结构,硅原子和氧原子个数比为 。
2.二氧化硅是酸性氧化物,所以它不能和任何酸反应,此种说法对吗,为什么?
3.硅酸钠水溶液中通入二氧化碳会产生原硅酸(H4SiO4)或硅酸(H2SiO3)沉淀,产生硅酸的化学方程式为 ,由此可见硅酸的酸性比碳酸 。
三、走进生活、学以致用
1.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.①② B.②③ C.①④ D.③④
2. 下列说法正确的是( )
A.二氧化硅溶于水显酸性,所以二氧化硅属于酸性氧化物
B.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸
C.二氧化碳通入水玻璃可能得到原硅酸
D.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强
五、【巩固训练】
1. 宣传科学知识,介绍高新科技,揭露伪科学,是科学工作者的义务,下列说法属于伪科学的是 ( )。
A.以二氧化硅为主要原料制造光导纤维 B.碳炉边放盆水,可防止煤气中毒
C.在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆,墙壁会冒汗
D.用干冰进行人工降雨
2. 下列说法正确的是 ( )
A.SiO2能和水发生化合反应生成硅酸 B.SiO2是酸性氧化物,它不溶于任何酸
C.SiO2的俗名叫水玻璃,不溶于水 D.SiO2晶体又叫水晶,能溶于NaOH溶液中
3. ①盐酸、②浓硫酸、③氧气、④氢氟酸、⑤氢氧化钾溶液中,能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是 ( )
A.①② B.④⑤ C.②④ D.③④
4.将过量的二氧化碳通入下列溶液中,最终会出现浑浊的是 ( )
A.氯化钙溶液 B.澄清的石灰水 C.水玻璃 D.硝酸钡溶液
5.熔融烧碱应选用的器皿是 ( )
A.铁制坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.石英坩埚 D.陶瓷坩埚
6.下列关于碳和硅的叙述中,不正确的是 ( )
A.+4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 B.单质在加热时都能与氧气反应
C.氧化物都能溶于水生成相应的酸 D.碳和硅两种元素都有能导电的单质
7.和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是 ( )
① Na ②Na2SiO3溶液 ③Na2O2 ④烧碱溶液 ⑤石灰水 ⑥Fe(OH)2
A.①③④ B.②④⑤ C.②③⑥ D.①④⑤
8.某无色混合气体可能含有CO2、H2、CO和H2O(气)中的一种或几种,依次进行以下处理(假设每次处理均反应完全):①通过盛有硅胶的干燥管时,气体体积不变;②通过炽热的氧化铜时,固体变为红色;③通过白色CuSO4粉末时,粉末变为蓝色;④通过澄清石灰水时,溶液变浑浊。则原混合气体的成分不可能是 ( )
A H2和CO B CO2、H2和CO C H2O和CO2 D H2和CO2
9. 下列物品或设备:①水泥路桥、②门窗玻璃、③水晶镜片、④石英钟表、⑤玛瑙手镯 、⑥硅太阳能电池 ⑦光导纤维、⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或生产过程要用到SiO2的是 ( )
A.⑥⑧ B.①②⑦⑧ C.①②③④⑤⑦ D.全部
10.下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是 ( )
A.硅酸钠溶液 B.盐酸 C.氢氟酸 D.氢氧化钠溶液
11、 工业上制造金刚砂的化学方程式如下:SiO2 + 3C =SiC + 2CO↑,在这个氧化还原反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为 ( )
A.1:2 B.2:1 C.5:3 D.3:5
12.下列说法正确的是 ( )
A.二氧化硅广泛用于光纤通讯 B.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
13、下列物质的成分不含硅酸盐的是
A.石英玻璃 B.陶瓷 C.普通水泥 D.砖瓦 E、水玻璃 F、硅芯片 G、黏土
14. 下表中括号内的物质是杂质,试将除杂试剂和分离方法填入表中:
混合物
SiO2(CaCO3)
SiO2 (Fe2O3)
SiO2 (NaCl)
SiO2
(Si)
Si
(Al)
NaHCO3
(Na2SiO3)
除杂试剂
分离方法
15、已知CO和H2的混合气体称为水煤气,可由碳与水蒸气在高温下反应生成。如下图:
氧化物A
单质B
氧化物C
单质E
化合物F
单质G
单质H
高温反应①
高温 反应②
燃烧反应③
已知:单质E可作为半导体材料,化合物F是有毒的氧化物,C为液态。据此,请填空:
(1)氧化物A是 (2)化合物F是
(3)反应②的化学方程式是
(4)反应③的化学方程式是
16.已知A、B、C、D、E、F、G、H 可以发生如下图所示的转化,反应中部分生成物已略去。其中,A、G为同一主族元素的单质,B、C、H在通常情况下为气体,化合物C是一种形成酸雨的大气污染物。
请填空:
(1)H的名称是 。
(2)E的两种用途是 、 。
(3)反应③的化学方程式是
。
(4)反应④的离子方程式是
。