第二课时 二氧化硅与信息材料基础梳

第二课时 二氧化硅与信息材料

基础梳理

1．二氧化硅的性质

（1）物理性质：二氧化硅是一种熔点高，硬度大，不溶于水的固体。 （2）化学性质：

①具有弱氧化性：SiO2＋2CCaO＋SiO2SiO2＋2NaOH

Si＋2CO↑

②具有酸性氧化物的通性：SiO2是一种酸性氧化物，是H2SiO3的酸酐。

CaSiO3（炼铁中除炉渣）

Na2SiO3＋H2O（盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，常用橡皮塞）

③与某些盐的反应： Na2CO3＋SiO2CaCO3＋SiO2

Na2SiO3＋CO2↑ CaSiO3＋CO2↑

SiF4↑＋2H2O（腐蚀玻璃）。 （4）二氧化硅的用途

①SiO2是制造光导纤维的主要原料。②石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。 ③水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。 ④石英砂常用作制玻璃和建筑材料。 2、硅的工业制法及性质

（1）工业制法：工业上用炭自在高温下还原二氧化硅的方法，制得含有少量杂质的粗硅。将粗硅在高温下跟氯气气反应生成四氯化硅，四氯化硅经提纯后，再用氢气还原，就可以得到高纯度的硅。 操作流程：二氧化硅→粗硅→四氯化硅→精硅

④特性：SiO2＋4HF

（3）SiO

和CO的性质比较

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（2）物理性质：晶体硅是灰黑色色、有金属光泽、硬而脆的固体，熔点和沸点都很高，硬度也很大（因为它的结构类似于金刚石），是良好的半导体材料，广泛应用于电子的各个领域。 （3）化学性质：很稳定

①常温下不与O2、Cl2、H2、浓H2SO4、浓HNO3等反应。 ②加热或高温时有强还原性：

③常温下能与氟气（F2）、氢氟酸（HF）反应： Si+2F2

SiF4；Si+4HF

SiF4+2H2

例题解析

例1．17g样品（含Al2O3、Fe2O3、SiO2 ），放入盛100 mL NaOH溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10 mol·L-1稀H2SO4溶液，生成的沉淀的物质的量与加入H2SO4溶液的体积关系如下图。试求：①加入NaOH溶液的浓度；②b＝5时，样品中各成分的质量分数。

24

思路分析：① 沉淀达最大量时，溶液中仅Na2SO4 ，沉淀是Al(OH)3、Fe2O3、H2SiO3。 根据电荷守恒可得： n(Na)＝2n(SO42)

＋

－

c(NaOH)×0.1L＝2×10mol/L×0.025L 所以有：c(NaOH)＝5 mol/L

② 由图可知溶解Al(OH)3消耗30mLH2SO4 n(Al3)＝0.2 mol

＋

n(Al2O3)＝102g/mol×0.1 mol＝10.2g 总OH＝溶Al2O3耗＋溶SiO2 耗＋余OH

0.1L×5 mol/L＝0.1 mol×2＋n(SiO2 )×2＋b×10mol/L×2

已知b＝5 ∴n(SiO2 )＝0.1 mol＝60g/mol×0.1 mol＝6g ，从而可推知Fe2O3％。

－

－

基础训练

一．选择题

1．高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y,其中x、y的数值分别是 （ ） A.7、2 B.6、3 C.5、4 D.3、6 2．下列说法正确的是

（ ）

A.1mol二氧化硅的质量是60g B.60g二氧化硅中含2mol氧分子 D.二氧化硅的摩尔质量是60g C.1mol的二氧化硅的质量是60g/mol 3．下列关于玻璃的叙述正确的是

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（ ）

A. 制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英 B. 普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 C. 玻璃是几种成分熔化在一起的晶体 D. 玻璃也是硅酸钠盐，有一定的熔点 4．制取下列物质，无需利用到二氧化硅的是 A. 玻璃 C. 粗硅

（ ）

B. 水泥

D. 光导纤维

（ ）

5．根据水泥和玻璃的生产，总结出硅酸盐工业的一般特点是 复杂的物理-化学变化

①生成物是硅酸盐；②反应条件是高温；③含有硅的物质作原料；④反应原理是一系列A.①③ B.①②③ C.①③④ D.滤 ④加稀HCl ⑤加稀H2SO4，正确的操作顺序是

（ ）

6．除去SiO2中混有的少量生石灰和石灰石，有如下操作：①加水溶解 ②加水煮沸 ③过

A．①③ B．④③ C．⑤③ D．②③ 7．下列物质的贮存方法，正确的是

（ ）

A．硅酸钠溶液和碱性溶液存放在胶塞密封的试剂瓶中 B．氢氟酸盛放在棕色试剂瓶中 C．液溴盛放在带有胶塞的细口瓶中 D．氯水盛放在棕色细口瓶中

8． 某硅酸盐样品中锌的质量分数为58.6%，其化学组成用氧化物形式可表示为nZnO·SiO2，则

n

（ ）

（ ）

A.0.5 B .1 C.2

D.3学活泼性都很差，试推断与它的结构类似的是

9．碳化硅又称金刚砂（SiC），它的分解温度很高（约20000C），硬度极大，溶解性与化

A．金刚石 B．氯化钠 C．石墨 D．水

二．填空题

10．以石英砂、焦碳、水、MnO2和浓盐酸为原料来制取纯硅，写出有关化学反应方程式：

； ； ； ； ； 11．原硅酸通过分子间缩水聚合可形成不同的多硅酸（多聚体），如：

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原硅酸 二聚体 三聚体 则原硅酸的化学式是________________，原硅酸二聚体的化学式是________________， 按上述规律，n个原硅酸聚合而成的链状多酸分子的通式是__________。 三．计算题

12．含有SiO2的石灰石5g和0.267mL0.5mol/L的盐酸反应，所得CO2在标况下的体积为1064mL。

⑴要中和剩余的盐酸，需1mol/L的NaOH溶液的体积多少毫升？ ⑵煅烧这种不纯的石灰石1t，最后残留固体的质量是多少？ 13．为熔制钾玻璃准备如下熔料：360g重的石英砂，67.2g重的苛性钾和88.8g重的熟石灰 .假定这些熔料不含杂质.

(1)计算在制得的钾玻璃中各氧化物的质量分数

.

(2)用氧化物的形式表示钾玻璃的组成. 一．选择题 1．C 2．A 3．AB 4．B 5．D 6．B 7．AD 8．C 9．A 二．填空题

Δ

10．MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+Cl2↑+2H2O，

高温

SiO2+2C = Si+2CO↑，

高温

Si+2Cl2 === SiCl4，

电解

2H2O ==== 2H2↑+O2↑，

高温

SiCl4+2H2 === Si+4HCl。

11．H4SiO4,，H6Si2O7 ，H6SinO3n+1 三．计算题

12．⑴38.5mL ⑵0.582t 13．（1）K2O%：11.7% CaO%：13.9% SiO2%：74.4% （2）K2O·2CaO·10SiO2

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