高一化学小组课 硅与铝.doc

硅与铝
　1. 硅（1）存在、物理性质、用途
　　硅在自然界只以化合态存在。晶体硅呈灰黑色，有金属光泽，硬而脆，熔点很高（1410℃），是良好的半导体材料。硅可用来制造集成电路，太阳能电池，硅整流器等。硅合金可用来制造变压器铁芯，耐酸设备等。
（2）化学性质①相对稳定性：在常温下，硅的化学性质不活泼，不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等发生反应。②弱还原性：在常温下，能与F2、HF和强碱反应。例如：Si + 2NaOH + H2O ＝Na2SiO3 + 2H2↑；Si + 2F2 ＝SiF4；Si + 4HF ＝ SiF4↑+ 2H2↑。在加热时纯硅与某些非金属单质发生反应。如研细的硅能在氧气中燃烧：Si + O2 SiO2
（3）硅的制备
　　在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含少量杂质的粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑，将粗硅提纯后，可以得到半导体材料的高纯硅。
　2. 二氧化硅
（1）物理性质：纯净的二氧化硅晶体呈无色，熔点高，硬度大，不溶于水，也不溶于其他一般的溶剂。
（2）化学性质：①酸性氧化物的通性：在常温时可以与碱溶液缓慢反应生成盐和水：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；②在高温下可与碱性氧化物反应：SiO2＋CaOCaSiO3
②二氧化硅在常温下与氢氟酸反应： SiO2＋4HF ＝ SiF4↑＋2H2O
③弱氧化性：如在高温时，二氧化硅中的硅可以被碳置换出来。
（3）用途：二氧化硅可用于石英表、石英玻璃、建筑材料、电子部件、光学仪器、工艺品和眼镜片、精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品、光导纤维等。
　3. 光导纤维：光导纤维，简称"光纤"，就是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。光导纤维是用石英玻璃制造的，具有信息容量大，抗干扰性能好，通信损耗低等优点。4. 玻璃　原料：生产普通玻璃的主要原料是纯碱（Na2CO3），石灰石（CaCO3）和石英（SiO2 ）。反应原理：将粉碎混匀的原料加强热使之熔化，发生复杂的物理化学变化，冷却即成玻璃。其中主要化学反应是：
　　CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 ↑； Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2 ↑
　5. 水泥
　（1）普通水泥的主要成分为硅酸三钙（3CaO・SiO2），硅酸二钙（2CaO・SiO2）和铝酸三钙（3CaO・Al2O3）等。（2）水泥的特点是水泥具有水硬性，与水搀和搅拌并静置后，很容易凝固变硬。（3）混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用钢筋作结构，这就是通常所说的钢筋混凝土。
　　6. 新型无机非金属材料：如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。
　　二、无机金属材料1. 铝
　　（1）物理性质：硬度较小，银白色、质轻，有很好的延展性和导电性。
　　（2）化学性质
　　①与氧气反应：常温下，铝被空气中的氧气氧化，表面生成一层致密的氧化物薄膜，失去金属光泽。点燃时，金属铝可以在氧气中燃烧：4Al＋ 3O2 2Al2O3
　　②与氯气、硫等非金属反应： 2Al＋3Cl2 2AlCl3；4Al＋3S 2Al2S3
　　③与非氧化酸反应，有氢气生成：2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑。
　　④与氧化酸反应，无氢气生成： Al＋4HNO3 (稀)＝Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O（注意：Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸会钝化，但加热可反应。）
⑤与碱反应： 2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
⑥与金属氧化物的反应（铝热反应）： 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
　　5. 几种重要的化合物
　　（1）氧化铝
　　①物理性质：白色固体，不溶于水，熔点高。
　　②化学性质：氧化铝具有不同于一般氧化物的性质，既与强酸反应也与强碱反应，属于两性氧化物。
　　Al2O3 ＋6HCl＝ 2AlCl3 ＋3H2O；Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2Na[Al(OH)4]
　　（2）氢氧化铝
　　①物理性质和用途：Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。可作净水剂和色素吸附剂。
　　②化学性质：与Al2O3一样，既与酸反应又与碱反应，具有两性，属于两性氢氧化物。
　　①与酸反应：Al(OH)3 ＋3HCl＝AlCl3 ＋3H2O（Al(OH)3 ＋3H+＝Al3+＋3H2O）
　　②与碱反应：Al(OH)3＋NaOH＝Na[Al(OH)4]（Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]－）
　　另外，Al(OH)3还具有难溶性氢氧化物的通性，即受热易分解：2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O
　　③Al(OH)3的制取：即可用铝盐与可溶性弱碱氨水反应，又可用向四羟基合铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3：Al3+＋3NH3・H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+； 2[Al(OH)4]－＋CO2＝2Al(OH)3↓＋CO32－＋H2O。
　　说明：一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解： [Al(OH)4]－＋H+＝Al(OH)3↓＋H2O；Al(OH)3＋3H+＝Al3+＋3H2O

1．下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是
A．HF溶液 B．KOH溶液 C．盐酸 D．水玻璃
2．在下列溶液中通入CO2至过量，原溶液一直保持澄清的是
A．硅酸钠溶液　　　B．氯化钡溶液　 C．石灰水 　D．漂白粉溶液
3．近年来，科学家试图探索利用铝粉作为新能源的可能性。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中，肯定不成立的是
A．铝矿资源比较丰富
B．铝燃烧时热值高
C．铝质轻，有利于运输和贮存
D．用电解法冶炼铝的工业技术是铝作为新能源的重要基础
4．A1粉投入某无色澄清溶液中产生H2，则下列离子组合正确的是
A．H+、Mg2+、Na+、NO3- B．Na+、Ba2+、Al3+、Cl-
C．Al3+、Mg2+、Cl-、OH- D．Ba2+、Cl-、OH-、NO3-
5．有200mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中（Mg2＋）为0.2mol·L－1,（Cl－）为1.3mol·L－1。要使Mg2＋全部转化为沉淀分离出来，至少需加4mol·L－1NaOH溶液的体积为
　　　　A．40mL　　　　B．72mL　　　　C．80mL　　　　D．128mL
6．下列曲线图（纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物的量）与对应选项不正确的是6

A．向1L浓度均为0.1mol/L的Ba(OH)2、NaAlO2混合液中加入0.1 mol/L稀H2SO4溶液
B．向含有0.1 mol/L AlCl3和0.3mol/L NH4Cl的1L混合液中加入0.1mol/L NaOH溶液
C．向烧碱溶液中滴加明矾溶液36502119
D．向Ca(OH)2溶液中逐渐通入二氧化碳
7．在相同状况下将镁、铝、铁分别投入质量相等且足量的稀硫酸中，反应结束后，三种溶液的质量仍相等，则投入镁、铝、铁三种金属的质量关系正确的是
A．Mg>Al>Fe B． Al>Fe >Mg C． Al>Mg>Fe D． Fe>Mg>Al
8．下列各组物质能相互反应，最终能生成氢氧化铝的是
A．铝和氢氧化钠溶液共热 B．氯化铝溶液中滴入过量氢氧化钾溶液
C．明矾溶液中滴入过量氨水 D．物质的量浓度相同的硝酸铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合
二、非选择题
11．A～I分别表示中学化学中常见的一种物质，其中A、I为常见金属，它们之间相互关系如下图所示（部分反应物、生成物没有列出），且已知G为主族元素的固态氧化物，A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。请填写下列空白：

⑴A、B、C、D、E、F六种物质中所含同一种元素在周期表中位置 。
⑵写出C、G物质的化学式：C ；G 。
⑶写出下列反应的化学方程式或离子方程式：
反应①的化学反应方程式： ；
反应④的离子方程式： ；
反应⑥的化学反应方程式： 。
⑷从能量变化的角度看，反应①、②、③中，属于△H＜0的反应是 。（填序号）

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