第三单元含硅矿物与信息材料[学习目标]1.了解硅在自然界的存在形式及其化合物与人类文明发展的密切联系。2.了解硅酸盐产品的种类、所需原料及用途。3.掌握二氧化硅的物理性质和化学性质，并了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用，能够运用所学知识处理实际问题。一、硅酸盐1.概念：硅酸盐是由□硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。2.硅酸盐的性质硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多□不溶于水，化学性质很□稳定。3.硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如：Na2SiO3：□Na2O·SiO2；正长石KAlSi3O8：□K2O·Al2O3·6SiO2。4.最常见的硅酸盐——Na2SiO3Na2SiO3的水溶液俗称□水玻璃，是建筑行业经常使用的一种□黏合剂，能制备硅胶和□木材防火剂。5.三种常见的硅酸盐产品二、二氧化硅与信息材料1.二氧化硅的存在二氧化硅广泛存在于自然界中，是□沙子、石英的主要成分。另外，二氧化硅也是构成□水晶的重要成分。2.二氧化硅的物理性质纯净的二氧化硅晶体无色，熔点□高，硬度□大，□不溶于水，也不溶于其他一般的溶剂。3.结构SiO2晶体是由Si原子和O原子按□1∶2的原子个数比构成的，每个Si原子结合4个O原子，每个O原子结合2个Si原子，形成以□Si原子为中心的□正四面体结构，向空间发展，形成□立体网状结构。4.二氧化硅的化学性质(1)具有□酸性氧化物的通性。①SiO2是硅酸的酸酐，但□不溶于水。②常温下SiO2与NaOH溶液反应生成盐和水□SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。③高温下SiO2与碱性氧化物(如CaO)反应生成盐□SiO2＋CaO=====CaSiO3。(2)与氢氟酸(HF)反应SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(3)弱氧化性，高温与碳单质反应□SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。5.光导纤维(1)概念：是一种能利用光的全反射来传导光线的透明度极高的细丝，简称“光纤”。(2)主要成分：□SiO2。(3)用途：通讯、能量传输、信息处理等，光纤的使用节约了大量的人力、物力、财力，且提高了信号传输效率。1.盛碱液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？提示：由于玻璃中的SiO2跟碱液反应生成的Na2SiO3具有黏合性，会将瓶口和玻璃塞黏为一体而不易打开。2.Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑与Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3两个反应是否相互矛盾？提示：这两个反应并不矛盾，后者是在水溶液中进行的，由于碳酸的酸性比硅酸强，所以碳酸跟硅酸钠反应生成硅酸和碳酸钠，而前者是在高温下进行的，由于CO2为气体，生成后立即离开反应体系，使反应能向右进行到底。一、硅酸盐的氧化物形式的改写硅酸盐由于组成比较复杂，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：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。例如：钠长石NaAlSi3O8不能写成Na2O·Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。特别提醒由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为了简化对硅酸盐组成的表示方法，采用了氧化物法，实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的，而是以各种结构复杂的盐的形式存在的。二、硅及其化合物的特性1.Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑2.非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液(如NaOH溶液)反应放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑3.非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si却能与HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑4.非金属单质一般不导电，但Si为半导体，有一定的导电能力。5.SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水反应来制取H2SiO3。6.非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的却很高。7.酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O8.无机酸一般易溶于水，但H2SiO3却难溶于水。9.因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3但在高温下SiO2与Na2CO3却能发生反应：Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑三、二氧化碳、二氧化硅及其含氧酸性质比较1.CO2和S...
