2022高考立體設(shè)計(jì)化學(xué)蘇教版專題3第3單元①知識(shí)研習(xí)

課程標(biāo)準(zhǔn)1.了解硅單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.了解硅單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響?？键c(diǎn)展示1.以含硅物質(zhì)為原料制成的材料在現(xiàn)實(shí)生活中的作用。2.利用硅單質(zhì)及其化合物(SiO2)的性質(zhì)進(jìn)行的物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和推斷。3.理解(或設(shè)計(jì))材料生產(chǎn)的簡(jiǎn)易流程。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，

，

。2．物理性質(zhì)晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高，硬度

。大SiO2＋2CSi＋2CO↑Si＋2Cl2SiCl4SiCl4＋2H2Si＋4HCl一、硅1．工業(yè)制取在常溫下，單質(zhì)硅性質(zhì)

，與氧氣、氯氣、硝酸、硫酸等物質(zhì)都很難發(fā)生反應(yīng)，但能與氟氣、氫氟酸、強(qiáng)堿反應(yīng)。4．硅的用途硅晶體是一種重要的

材料，廣泛應(yīng)用于

工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。電子半導(dǎo)體穩(wěn)定3．化學(xué)性質(zhì)二氧化硅是一種熔沸點(diǎn)

、硬度

的氧化物，

于水。2．化學(xué)性質(zhì)(1)常溫下，與NaOH溶液反應(yīng)，化學(xué)方程式為：

。高大難溶SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O二、二氧化硅1．物理性質(zhì)(2)常溫下，SiO2能與氫氟酸(HF)反應(yīng)生成SiF4和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，此反應(yīng)常用于刻蝕玻璃。(3)高溫下，能和堿性氧化物(如CaO)反應(yīng)生成硅酸鹽，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

。SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OSiO2＋CaOCaSiO3二氧化硅廣泛存在于自然界中，是

等的主要成分。SiO2可用于制造

、光學(xué)鏡片、石英、坩堝等，制取單質(zhì)硅。光導(dǎo)纖維水泥、沙子3．存在及用途[想一想1]盛放堿液的玻璃瓶能不能用玻璃塞？為什么？提示：玻璃中含有SiO2，SiO2與堿液起反應(yīng)生成SiO2－3，因此盛放堿溶液的玻璃瓶不能用玻璃塞，以防粘住。通常呈堿性的溶液，如石灰水、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2S溶液、NaHS溶液、Na3PO4溶液、溶液等都不能用帶玻璃塞的試劑瓶貯存。三、硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品1．硅酸鹽礦物的組成硅酸鹽的組成比較復(fù)雜，常用氧化物的形式表示，如鋯石：

，紅柱石：

，鈣鋁石榴子石：

，鎂橄欖石：

。2．硅酸鈉的應(yīng)用(1)Na2SiO3是極少數(shù)

的硅酸鹽中的一種，Na2SiO3的水溶液俗稱

，常用作

等。ZrO2·SiO2Al2O3·SiO23CaO·Al2O3·3SiO22MgO·SiO2可溶于水水玻璃黏合劑、滅火材料(2)制備硅酸：往Na2SiO3溶液中通入CO2，制得硅酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

。Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓[想一想2]向Na2SiO3溶液中通入CO2可得H2SiO3，證明酸性H2CO3>H2SiO3，而高溫條件下，Na2CO3可與SiO2反應(yīng)生成CO2。二者是否矛盾？提示：反應(yīng)方程式分別為Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3①Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑②其實(shí)兩反應(yīng)并不矛盾。①是在水溶液中進(jìn)行的，由于H2CO3酸性比H2SiO3強(qiáng)，所以H2CO3跟Na2SiO3溶液反應(yīng)生成H2SiO3。②是在高溫下進(jìn)行的，由于CO2為氣體，生成后立即離開反應(yīng)體系，使反應(yīng)向右進(jìn)行到底。3．硅酸鹽產(chǎn)品(1)水泥①原料：

。②主要設(shè)備：

。③反應(yīng)條件：

。黏土、石灰石水泥回轉(zhuǎn)窯高溫(2)玻璃①原料：

。②主要設(shè)備：

。③反應(yīng)條件：

。④主要成分：

。石灰石、純堿、石英玻璃熔爐高溫Na2O·CaO·6SiO2(3)陶瓷我國(guó)古代人民掌握的制陶技術(shù)是人類最早進(jìn)行的

工藝，也是人類最早從事的化學(xué)工藝之一。硅酸鹽硅及其化合物的特性及應(yīng)用物質(zhì)一般規(guī)律硅及其化合物特性Si硅還原性大于碳2C＋SiO2Si＋2CO↑非金屬單質(zhì)與強(qiáng)堿溶液一般不產(chǎn)生H2硅可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2非金屬一般不與非氧化性酸反應(yīng)Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑一般非金屬單質(zhì)為絕緣體石墨為導(dǎo)體，硅為半導(dǎo)體，常用于電子部件物質(zhì)一般規(guī)律硅及其化合物特性SiO2酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相應(yīng)酸SiO2不溶于水，不與水反應(yīng)酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O“較強(qiáng)酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)的一個(gè)規(guī)律，H2CO3酸性大于H2SiO3但以下反應(yīng)不符合此規(guī)律：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑物質(zhì)一般規(guī)律硅及其化合物特性H2SiO3無機(jī)酸一般易溶于水硅酸難溶于水硅酸鹽大多數(shù)硅酸鹽難溶于水常見的可溶硅酸鹽為Na2SiO3，水溶液稱水玻璃、泡花堿，具有黏合性【案例1】根據(jù)下圖所示A、B、D、E的變化關(guān)系，回答下列問題：(1)寫出A、D的名稱：A：________，D：________。(2)寫出B→A的化學(xué)方程式：__________________。(3)寫出下列反應(yīng)的離子方程式：A→E：________________________________；B→E：______________________________?！窘馕觥坑蓤D示分析：A與O2反應(yīng)生成B，而B與碳在高溫下反應(yīng)生成A，可推知A是單質(zhì)，B是氧化物。而A、B均能與NaOH溶液反應(yīng)，應(yīng)確認(rèn)A是硅，B是二氧化硅，則E是硅酸鈉，D是硅酸?！敬鸢浮?/p>

(1)硅硅酸(2)SiO2＋2CSi＋2CO↑(3)Si＋2OH－＋H2O===SiO32－＋2H2↑SiO2＋2OH－===SiO32－＋H2O【規(guī)律方法】與元素硅有關(guān)的幾個(gè)問題：①在常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)雖然很穩(wěn)定，但自然界中沒有游離態(tài)的硅存在；②單質(zhì)硅雖然是原子晶體，但可以做半導(dǎo)體材料；③單質(zhì)硅與強(qiáng)堿水溶液反應(yīng)能生成氫氣，與氫氟酸反應(yīng)也能生成氫氣，這是其他非金屬單質(zhì)所不具有的性質(zhì)；④碳在高溫下與二氧化硅反應(yīng)只能被氧化為CO，而不能被氧化為CO2，這一反應(yīng)是非金屬把另一非金屬?gòu)钠溲趸镏羞€原成單質(zhì)的一個(gè)特例；⑤硅酸是弱酸，不溶于水是其特性?！炯磿r(shí)鞏固1】下列物質(zhì)：①氫氟酸②濃H2SO4③燒堿溶液④Na2CO3固體⑤氧化鈣⑥濃HNO3。其中在一定條件下能與SiO2反應(yīng)的有(

)A．①②⑥B．全部C．①③④⑤ D．②③⑥【解析】

SiO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，故可以與堿及堿性氧化物反應(yīng)；另外，SiO2也可以與Na2CO3、氫氟酸反應(yīng)?！敬鸢浮?/p>

C硅、碳重要化合物的比較

1．SiO2和CO2物質(zhì)二氧化硅二氧化碳化學(xué)式SiO2CO2主要物理性質(zhì)硬度大，熔、沸點(diǎn)高，常溫下為固體，不溶于水熔、沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，微溶于水物質(zhì)二氧化硅二氧化碳化學(xué)性質(zhì)①與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2＋H2OH2CO3②與酸反應(yīng)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O不反應(yīng)③與堿反應(yīng)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，盛堿液的試劑瓶用橡皮塞CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O或CO2＋NaOH===NaHCO3④與鹽反應(yīng)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑SiO2的難揮發(fā)性Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClOCO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3⑤與堿性氧化物反應(yīng)SiO2＋CaOCaSiO3CO2＋Na2ONa2CO32.H2CO3和H2SiO3H2CO3H2SiO3酸性均為弱酸，且酸性：H2CO3>H2SiO3水溶性能溶于水難溶于水穩(wěn)定性常溫下易分解生成CO2和H2O受熱時(shí)易分解，化學(xué)方程式為：H2SiO3SiO2＋H2O轉(zhuǎn)化關(guān)系Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓或Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑【解析】本題主要考查了SiO2性質(zhì)及SiO2與CO2性質(zhì)的比較。二氧化硅可以跟氫氟酸反應(yīng)，反應(yīng)方程式為SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，所以A不正確；B項(xiàng)反應(yīng)只有在高溫條件下才能進(jìn)行，由于CO2是氣體，生成后脫離反應(yīng)體系使反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，但這不能說明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)，比較硅酸和碳酸的酸性強(qiáng)弱要比較它們?cè)谒芤褐须婋x出H＋的難易程度；H2CO3酸性比H2SiO3強(qiáng)，故可用H2CO3制取H2SiO3，C項(xiàng)正確，反應(yīng)方程式為Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓；D項(xiàng)不正確，SiO2難溶于水，不與水反應(yīng)。【答案】

C【即時(shí)鞏固2】光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2，請(qǐng)回答下列問題：(1)下列說法不正確的是(

)A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可與NaOH溶液反應(yīng)B．水晶項(xiàng)鏈、石英鐘都是硅酸鹽制品C．SiO2和CO2在一定條件下均可與CaO發(fā)生反應(yīng)D．SiO2不溶于水，而CO2可與水反應(yīng)，生成H2CO3(2)將過量的CO2分別通入：①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③Ca(OH)2溶液；④飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是(

)A．①②③④ B．②④C．①②③ D．②③【解析】

(1)水晶項(xiàng)鏈，石英鐘的主要成分都是SiO2，不是硅酸鹽制品；SiO2是一種酸性氧化物，可與強(qiáng)堿及CaO發(fā)生反應(yīng)。(2)CO2溶于水：CO2＋H2O===H2CO3，H2CO3的酸性比鹽酸弱，而比硅酸強(qiáng)，根據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律，CO2通入CaCl2溶液無明顯現(xiàn)象(一般弱酸不能制強(qiáng)酸)；過量的CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至過量：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，最終生成Ca(HCO3)2而無沉淀產(chǎn)生；過量CO2通入飽和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而結(jié)晶析出?！敬鸢浮?/p>

(1)B

(2)B1．鹽化學(xué)式法例如：硅酸鈉Na2SiO3、硅酸鈣CaSiO3等。此法一般用于組成較簡(jiǎn)單的硅酸鹽。2．氧化物法例如：高嶺土：Al2O3·2SiO2·2H2O石棉：CaO·3MgO·4SiO2沸石：Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O云母：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O滑石：3MgO·4SiO2·H2O長(zhǎng)石：K2O·Al2O3·6SiO2氧化物的順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系數(shù)配置原則：除氧元素外，其他元素按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置系數(shù)。靈犀一點(diǎn)：由于硅酸鹽的組成與結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化對(duì)硅酸鹽組成的表示方法，采用了氧化物法。實(shí)際上硅酸鹽不是以簡(jiǎn)單氧化物形式存在的，而是以各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鹽的形式