浙江省备战高考化学 一遍过考点20 含硅矿物与信息材料（含解析）-人教版高三全册化学试题VIP免费

考点20含硅矿物与信息材料一、硅单质1．硅在自然界中的存在（1）存在形式：硅均为第ⅣA族元素，硅元素在自然界中只以化合态存在，主要存在于硅酸盐及岩石中。地壳中含量居第二位，仅次于氧。（2）晶体结构：正四面体构型的空间，网状结构。属原子晶体→硅晶体的熔点高，硬度大。（3）导电性介于导体和绝缘体之间→可以作半导体材料2．硅单质的化学性质及用途常温下，性质稳定，与O2、Cl2、HNO3、H2SO4都很难反应。但常温下，Si可以与F2、氢氟酸、NaOH溶液反应；加热或高温下能与O2、Cl2等反应。硅3．硅的工业制法（1）四氯化硅还原法（2）三氯甲硅烷还原法制备高纯度硅(常用方法)①工艺流程②反应原理SiO2+2CSi+2CO↑，Si+3HClSiHCl3+H2，SiHCl3+H2Si+3HCl。二、二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构四面体结构，不存在单个分子直线形结构，存在单个CO2分子晶体类型原子晶体分子晶体化学式SiO2分子式：CO2主要物理性质硬度大、熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质①与水反应不反应CO2+H2OH2CO3②与酸反应只与HF反应：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O不反应③与碱（NaOH）反应SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO2+2NaOHNa2CO3+H2OCO2足量：CO2+NaOHNaHCO3④与盐的反应如与Na2CO3反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑如与Ca(ClO)2反应：Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO⑤与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2+CaOCaSiO3如与Na2O反应：CO2+Na2O===Na2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件灭火、人工降雨、制饮料、制碳酸盐注意：玻璃中含有SiO2，SiO2能够与碱液缓慢反应，带玻璃塞的玻璃试剂瓶一般都是磨砂口的，接触非常严密，接触碱液时间长了会生成具有黏合性很强的Na2SiO3水溶液，从而使瓶塞与瓶颈黏在一起，不易分开。三、硅酸和硅酸盐1．硅酸（1）物理性质：硅酸难溶于水。（2）化学性质①弱酸性：其酸性比碳酸弱，不能使紫色石蕊试液变红。与NaOH溶液反应的化学方程式为：H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O向Na2SiO3溶液中通入少量CO2的化学方程式：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。②不稳定性：受热易分解，化学方程式为H2SiO3SiO2+H2O（3）制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl（4）用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。2．硅酸与碳酸的比较物质硅酸碳酸化学式H2SiO3H2CO3酸酐SiO2CO2制法Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaClCO2+H2OH2CO3颜色与状态白色、粉末状无色液态，只存在于水溶液中水溶性不溶于水只存在于水溶液中酸性比较弱强3．硅酸盐（1）概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。（2）表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示它们的组成，如硅酸Na2SiO3可表示为Na2O·SiO2，长石KAlSi3O8可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2。4．硅酸钠（1）物理性质：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。。（2）化学性质：①水解显碱性。②与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为：与盐酸反应：Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl与CO2的水溶液反应：Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓（3）用途：黏合剂（矿物胶），防腐剂，耐火阻燃材料。四、无机非金属材料1．物质的分类2．传统无机非金属材料玻璃水泥陶瓷主要原料纯碱、石灰石、石英石灰石、黏土黏土设备玻璃熔炉水泥回转窑陶瓷窑生产过程中的主要变化SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑复杂的物理、化学变化复杂的物理、化学变化主要成分Na2SiO3，CaSiO3，SiO2硅酸二钙2CaO·SiO2硅酸三钙3CaO·SiO2铝酸三钙3CaO·Al2O33．新型无机非金属材料：（1）高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学浸蚀性和电绝缘性等。（2）生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。（3）压电陶瓷：具有压电效应。考向一硅的性质和制备典例1科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：容器①中进行的反应①为Si(粗)＋3HCl(g)===SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中进行的反...