高考题来了(15)

李秾桃窈 2018-11-07 09:26:54

高三化学复习——易错题

15


男女结婚相守15年,叫水晶婚。我们的节目做到第15期,恰巧到了必修1的结尾——包括水晶的材料家族。今天我们介绍一下,水晶的化学成分,以及水晶的硬度为什么那么大。

           

看点

15

硅及其化合物


1

硅、二氧化硅、硅酸盐


硅(Si)是最常使用的半导体材料;二氧化硅(SiO2)是光导纤维材料;玻璃、水泥、陶瓷的主要成分都是硅酸盐。


它们都是无机非金属材料。


计算机的硅芯片所用晶体硅,纯度越大,计算机性能越好。


沙子、石英、水晶,它们的主要成分都是SiO2, 甚至连玛瑙、鹅卵石的主要成分也是二氧化硅。


水晶   (网络图)


这些物体的硬度都特别大,这是由它们的晶体结构导致的。


硅晶体结构模型:



类似于金刚石,每一个硅原子往外都和4个硅原子以共价键相连,形成立体网状结构。所以晶体硅的硬度很大。


二氧化硅晶体结构模型:


图中红色小球代表Si原子,白色小球代表O原子,也形成(无限)立体网状结构。所以,二氧化硅的硬度也很大。


从图中看,1个Si原子和4个O原子以共价键相连,而1个O原子只和2个Si原子以共价键相连,所以Si原子和O原子的个数比是1:2,于是SiO2只是二氧化硅的化学式,不是分子式。我们称二氧化硅是由原子构成的,不是由分子构成的。


像硅、二氧化硅这样的晶体,叫原子晶体。它们的硬度大,熔沸点都很高(要熔化需要断裂好多共价键,需要的能量高)。类似的物质还有金刚石、SiC(就是金刚砂,可做砂轮)、Si3N4等。


从化学式看,CO2和SiO2相同,碳和硅又属于同种元素,它们的硬度和熔沸点似乎不该有太大差别。但二氧化碳的晶体是由分子构成的。只在分子内部有共价键,分子间没有化学键,分子间只有微弱的分子间作用力。所以,二氧化碳晶体(干冰)的硬度比较小,熔沸点也不高。


二氧化碳晶体结构模型:


(一个黑实点和两端的空白小圆圈代表一个二氧化碳分子,分子间的线条不代表化学键)


二氧化硅能和碱溶液反应,也与氢氟酸反应。玻璃中含有二氧化硅,所以用氢氟酸能够雕刻玻璃。


SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O



陶瓷,制造原料为硅酸盐,其实它是两个概念:陶和瓷。


陶,制造原料主要为黏土,含Fe2O3较多,成品显红色,硬度不如瓷,烧成温度较低,一般在800℃-900℃;


瓷,制造原料主要为高岭土,含Al2O3较多,成品显白色,硬度大,烧成温度一般高于1200℃,所以,有时叫高温瓷。


陶器(网络图)


瓷器(网络图)

玻璃胶的主要化学成分为Na2SiO3 , Na2SiO3的水溶液南方叫水玻璃,北方叫泡花碱。


2

高考题设计


例题1、下列操作过程没有化学变化的是()


A、用碘熏蒸指印提取指纹

B、用碘化银进行人工降雨

C、用氢氟酸在汽车挡风玻璃上拓出发动机号码

D、用明矾净水


例题2、下列元素不存在同素异形体的是()


A、氧      B 、氯     C、硫    D、硅


例题3、下列说法正确的是()


A、我国安徽省著名的灵璧石由方解石组成,敲击如磬,耐酸碱腐蚀;


B、我国内蒙古阿拉善地区盛产戈壁玛瑙,它们往往晶莹剔透,形状活泼,耐酸碱腐蚀,深受玩家喜爱;


C、我国江苏省东海县有着"世界水晶之都"美誉,其出产的天然水晶质地纯正,除做饰品外,还可以制造压电材料;


D、我国海南诸岛出产珍珠,它是一种古老的有机宝石,主要产在珍珠贝类和珠母贝类软体动物体内,佩戴久了的珍珠容易失去光泽,可以泡在食醋中恢复光亮。


例题4、下列微粒能大量共存于水溶液中的是( )


A、H+        Na+        Cl-       SiO32-


B、HCO3-     K+    [Al(OH)4 ]-     Cl-


C、Na+       SiO32-      SO32-      OH-


D、Al3+      Cl-      SiO32-     K+