课时532 硅酸盐材料高一化学必修第二册精品讲义新教材人教版文档格式.docx

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其结构示意图为

（4）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

表示顺序是：

活泼金属氧化物

较活泼金属氧化物

二氧化硅

水，但化学式前面的系数不能为分数

例如：

硅酸钠Na2SiO3表示：

Na2O·

SiO2镁橄榄石Mg2SiO4表示：

2MgO·

SiO2

高岭石Al2Si2O5（OH）4表示：

Al2O3·

2SiO2·

2H2O正长石KAlSi3O8表示：

K2O·

6SiO2

钾云母（KH2Al3Si3O12）表示：

3Al2O3·

6SiO2·

2H2O

3、最简单的硅酸盐——Na2SiO3

（1）俗名：

泡花碱，水溶液俗称水玻璃

（2）物理性质：

白色固体，可溶于水

（3）化学性质

①与酸反应：

Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3（胶体）

②与CO2反应：

Na2SiO3＋CO2（少量）＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3（胶体）

Na2SiO3＋2H2O＋2CO2（过量）===H2SiO3（胶体）＋2NaHCO3

（4）用途：

①制硅酸；

②黏合剂（矿物胶）；

③耐火阻燃材料；

④防腐剂

4、传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料

硅酸盐产品

水泥

玻璃

陶瓷

主要设备

水泥回转窑

玻璃窑

——

主要原料

石灰石和粘土

纯碱、石灰石、石英（过量）

黏土

反应原理

复杂的物理

化学变化

Na2CO3＋SiO2

Na2SiO3＋CO2↑

CaCO3＋SiO2

CaSiO3＋CO2↑

主要成分

3CaO·

SiO2、2CaO·

Al2O3

Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

CaO·

特性

水硬性（跟水掺和搅拌后容易凝固变硬）

非晶体，无固定熔点，在一定范围内软化可制成各种形状

抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘

【对点训练1】

1、用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是（　　）

A．钙沸石[CaAl2Si3O10·

3H2O]表示为Al2O3·

3SiO2·

3H2O

B．镁橄榄石（Mg2SiO4）表示为MgO·

C．钾云母（K2Al6Si6H4O24）表示为K2O·

2H2O·

D．滑石（Mg3H2Si4O12）表示为3MgO·

4SiO2·

H2O

2、下列叙述正确的是（　　）

A．硅酸钠是硅酸盐，但不能溶于水

B．电影银幕用水玻璃浸泡，主要是为了防腐

C．建筑工业常用水玻璃作黏合剂

D．用水玻璃浸泡铁道的木制枕木，主要是为了防火

3、下列有关硅酸盐的说法中正确的是（　　）

A．硅酸盐中的阴离子都是SiO

B．硅酸盐都难溶于水

C．通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的

D．Na2SiO3是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂

二、新型陶瓷

1、新型陶瓷的特点：

新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能

2、常见的新型陶瓷及特点

（1）碳化硅（SiC）：

俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。

碳化硅还耐高温，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等

（2）高温结构陶瓷：

高温结构陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成，具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优良性能。

与金属材料相比，更能适应严酷的环境，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等

（3）压电陶瓷：

压电陶瓷主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能与电能的相互转化。

可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等

（4）透明陶瓷：

透明陶瓷主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷，具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好。

可用于高压钠灯、激光器和高温探测器等

（5）超导陶瓷：

超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，可用于电力、交通、医疗等领域

三、碳纳米材料

1、碳纳米材料：

碳纳米材料是近年来人们十分关注的一类新型无机非金属材料在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景

2、常见的碳纳米材料

结构特点

应用

富勒烯

由碳原子构成的一系列笼形分子的总称

代表物C60开启碳纳米材料研究和应用的新时代

碳纳米管

由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径

用于生产复合材料、电池和传感器等

石墨烯

只有一个碳原子直径厚度的单层石墨

应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等

【对点训练2】

1、下列关于无机非金属材料的说法中正确的是（　　）

A．传统无机非金属材料是指：

光导纤维、玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料

B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点，但强度比较差

C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点

D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐

2、《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷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（BaCuSi2Ox，铜为＋2价）。

下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是（　　）

A．可用氧化物形式表示为BaO·

CuO·

2SiO2B．性质稳定，不易脱色

C．易溶解于强酸和强碱D．x等于6

3、陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。

下列说法错误的是（　　）

A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁

B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成

C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐

D．陶瓷具有耐高温、耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点

【课后作业】

1、国际上已禁止民用产品使用石棉制品，避免吸入石棉纤维而诱发肺病。

某石棉（硅酸盐）的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22（OH）2，式中的x、y的值分别为（　　）

A．8,3B．5,8C．3,8D．8,5

2、我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。

月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[（Mg，Fe）2SiO4]等，下列说法或分析不正确的是（　　）

A．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐

B．斜长石的氧化物形式可表示为K2O·

C．铁橄榄石（Fe2SiO4）中铁为＋2价

D．月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱

3、下列有关普通玻璃的说法不正确的是（　　）

A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英

B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点

C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅

D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起

4、硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。

在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。

下面几种物质中含有硅单质的是（　　）

A．玛瑙　　　　　B．光导纤维C．太阳能电池D．水晶

5、宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿上10公斤重的航天服，我国宇航员的航天服是由我国科学家研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的，主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．它耐高温、抗氧化B．它比钢铁轻，但质地较脆

C．它没有固定熔点D．它是一种新型无机非金属材料

6、金华市博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器（婺州窑）。

下列说法不正确的是（　　）

A．古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品

B．普通玻璃的主要成分是SiO2

C．工业上制取水泥的主要原料为黏土、石灰石

D．婺州窑胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5（OH）4]，以氧化物形式表示：

7、下列说法不正确的是（　　）

A．水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐产品

B．大多数硅酸盐的性质稳定

C．透闪石的化学成分为Ca2Mg5Si8O22（OH）2，将其写成氧化物的形式为2CaO·

5MgO·

8SiO2·

D．新型陶瓷材料包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等

8、绿柱石又称绿宝石，其主要成分为BenAl2[Si6O18]，也可以用二氧化硅和金属氧化物的形式表示，则n为（　　）

A．1B．2C．3D．4

9、下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（　　）

A．水玻璃是一种矿物胶，既不易燃烧也不受腐蚀B．水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品

C．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维D．陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料

10、硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是（　　）

A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4

B．碳化硅（SiC）的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承

C．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2

D．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2

11、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。

青石棉用稀硝酸溶液处理时，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材料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·

H2OD．1mol青石棉能使1molHNO3被还原

12、在水玻璃中通入少量CO2气体，充分反应后加热蒸干，再高温充分灼烧，冷却后所得的固体物质为（　　）

A．Na2SiO3B．Na2SiO3与Na2CO3C．SiO2与Na2CO3D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO3

13、现有硅酸钠、石灰石、二氧化硅三种白色粉末，只用一种试剂就可以将它们鉴别开，该试剂是（　　）

A．纯水B．盐酸C．硝酸银溶液D．碳酸钠溶液

14、下列有关硅及其化合物的说法中正确的是（　　）

A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在带有磨口玻璃塞的试剂瓶中

B．氢氟酸可用带橡胶塞的玻璃试剂瓶保存

C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料

D．水玻璃在空气中变质生成H2SiO3沉淀

15、下列关于硅及其化合物的说法中，正确的是（　　）

A．硅可用于制造光导纤维

B．水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品

C．可用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3（胶体）制取硅酸

D．SiO2既能与HF反应又能与强碱反应，