第十四讲 含硅矿物与信息材料 -2021-2022学年高一下化学同步讲解培优（苏教版必修第二册）

第十四讲 含硅矿物与信息材料 【知识导航】 知识点1：硅酸盐矿物与硅酸盐产品 一、硅酸盐矿物 1．硅酸钠 Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”或“泡花碱”，是建筑行业的一种黏合剂，用水玻璃浸泡的木材、纺织品既耐腐蚀又不易着火。 2．氧化物表示硅酸盐 组成相对复杂的硅酸盐，用氧化物的形式表示其组成。如锆石：ZrO2·SiO2、红柱石：Al2O3·SiO2、镁橄榄石：2MgO·SiO2等。 3．硅酸盐产品 三种硅酸盐产品比较： 硅酸盐 产品 生产原料 主要设备 主要成分 水泥 石灰石、黏土 水泥回转窑 硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙 石膏：调节水泥的硬化速率 玻璃 纯碱、石灰石、石英 玻璃熔炉 Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2或Na2O·CaO·6SiO2 陶瓷 黏土 如何验证H2CO3的酸性比H2SiO3的强？写出相应的化学方程式？ 知识点二、硅酸盐的表示方法 硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，多以氧化物的形式来表示它的组成，通式为aMxOy·bSiO2·cH2O。 1．当金属不仅是一种时，先写活泼金属，再写较活泼金属，然后是二氧化硅，最后写水。 2．氧化物化学式之间用“·”隔开，化学式前的化学计量数只能取整数，且只代表该氧化物本身。 3．氧化物前化学计量数配置原则：除氧元素外，其他元素尽量按配置前后原子个数守恒原则配置化学计量数。例如：硅酸钠：Na2SiO3→Na2O·SiO2 石棉：Mg3Ca(SiO3)4→CaO·3MgO·4SiO2 【课堂演练】 1．近年来科学家才得知大多数古瓷中所用颜料为硅酸盐，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·2SiO2 B．性质稳定，不易脱色 C．易溶于强酸和强碱 D．x等于6 2．昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为 (　　) A．CaO·MgO·SiO2·H2O B．2CaO·5MgO·8SiO2·H2O C．2CaO·MgO·SiO2·2H2O D．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O 3．硅酸钠被国家列为“我国优先发展的精细化学品”和“今后我国无机化工产品发展重点”之一。如图所示是某种品位的石英砂矿石(主要成分是SiO2，还含有一定量的Fe2O3、Na2SO4、Na2CO3等杂质)制备硅酸钠的工艺流程示意简图： 阅读上述资料，回答下列问题。 (1)作为“我国优先发展的精细化学品”，硅酸钠用途很多，请列举一个硅酸钠的用途：________________________________________。 (2)石英矿粉用水淋洗，检验洗出液Ⅰ中含有SO的实验操作和实验现象分别是：用胶头滴管取2 mL洗出液Ⅰ于试管中，________________________。 (3)在操作Ⅰ得到的滤渣中加入烧碱溶液，请写出反应的离子方程式： _______________________________________________。 (4)“操作Ⅰ”的名称为________，“操作Ⅱ”包含“蒸发浓缩、冷却结晶”系列操作，其中“蒸发浓缩”所用到的硅酸盐材料的仪器有__________。 知识点2：二氧化硅 1．存在 沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。 2．二氧化硅的物理性质和用途 SiO2是一种熔、沸点很高，硬度很大的氧化物，除可用于制作光学镜片、石英坩埚外，还可用于制造光导纤维。 3．化学性质 【误区警示】　理解SiO2的性质应避免的误区 (1) SiO2除氢氟酸外不能与盐酸、硝酸、硫酸等其他酸反应。 (2) 氢氟酸能腐蚀玻璃，故不能用玻璃瓶盛放，而要用塑 料瓶，这一特殊性质，可应用于雕刻玻璃。另外，制取氢氟酸不能用玻璃器皿而要用铅皿。 (3) SiO2高温下能与碳酸盐反应，不能说明硅酸的酸性比碳酸强，而是遵循高沸点物质制低沸点物质的原理，又由于CO2是气体，生成后脱离反应体系，使反应向右进行到底。 信息材料的主角——硅 1．性质 硅晶体的熔、沸点都很高，硬度也很大，是一种半导体材料。与氧气、氯气、硝酸、硫酸都很难发生反应。 2．硅的工业制备 判断正误 (1)碳与硅的最外层均为4个电子，且碳比硅活泼，因此自然界中有游离态的碳也有游离态的硅