1、第三单元 含硅矿物与信息材料学习目标1.了解硅在自然界的存在形式和硅酸盐产品的重要应用。2.知道二氧化硅的物理性质和化学性质。3.了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。第1课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品 课堂互动讲练 探究整合应用 课前自主学案 知能优化训练 1第课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品 课前自主学案 一、硅酸盐矿物 1硅的含量：硅元素在地壳中含量居第_位。2硅的存在：主要以_和_的形式存在。自主学习 二二氧化硅硅酸盐3硅酸盐的表示方法(1)化学式法 适用范围：组成比较简单的硅酸盐。举例：硅酸钠(_)和硅酸钙(_)。(2)氧化物法 适用范围：组成复杂的硅酸盐。举例：锆石(ZrO2SiO2
2、)、红柱石(Al2O3SiO2)、镁橄榄石(2MgOSiO2)。Na2SiO3CaSiO3二、硅酸盐产品1水泥(1)原料：_、_。(2)设备：_。(3)流程：原料高温煅烧 适量石膏 磨成细粉 水泥石灰石黏土水泥回转窑2玻璃(1)原料：_、_和_。(2)设备：_。(3)组成：_。(4)类别：钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃等。3陶瓷(1)原料：_(主要成分为铝硅酸盐)。(2)组成：复杂的硅酸盐。纯碱石灰石石英玻璃熔炉Na2OCaO6SiO2黏土4分子筛(1)组成：铝硅酸盐，如Na2OAl2O32SiO2nH2O。(2)结构：具有_的结构，具有_的作用。(3)应用：分离、提纯气体或液体混合物
3、。作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂的载体等。多孔筛分分子三、硅酸钠 1物理性质：可溶于水，其水溶液俗称_。2化学性质：和盐酸、碳酸等反应生成白色的H2SiO3沉淀。(1)HCl：Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl。(2)CO2：_。3用途：(1)建筑业的_。(2)木材、纺织品的_和_。水玻璃黏合剂防腐剂防火剂Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO31Na2SiO3是硅酸盐，NaAlSi3O8是硅酸盐吗？Al2(Si2O5)(OH)4呢？【提 示】NaAlSi3O8 和 Al2(Si2O5)(OH)4 也 同Na2SiO3一样是硅酸盐，硅酸盐结构复杂，通常是由硅、氧和
4、金属元属组成的化合物的总称。问题探究 2盛放水玻璃的试剂瓶为什么要密闭保存？可以使用玻璃塞吗？【提示】空气中的CO2与Na2SiO3水溶液反应，因水玻璃可以粘住玻璃，故要密闭保存且不能用玻璃塞。解析：选D。硅酸盐产品是以含硅物质为原料，经过高温反应而得到的含硅的物质，化肥不含硅元素。自主体验 1下列不属于硅酸盐工业产品的是()A水泥 B玻璃C陶瓷D化肥2下列物质是纯净物的是()A钢化玻璃B过磷酸钙 C苛性钠D水玻璃 解析：选C。苛性钠为NaOH，是纯净物，A、B、D项均为混合物。3证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是()A加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出 B加入过量烧碱溶液，观察是
5、否有固体溶解 C加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成 D先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现 解析：选D。石英不溶于盐酸，石灰石与盐酸反应会生成CO2气体。课堂互动讲练 硅酸盐的氧化物形式的改写硅酸盐由于组成比较复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为：书写形式氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水氧化物之间以“”隔开化学计量数配置原则：各元素原子总个 数比符合原来的组成若出现分数应化为整数例 如：钠 长 石 NaAlSi3O8 不 能 写 成 12 Na2O 12Al2O33SiO2，应写成 Na2OAl2O36SiO2。特
6、别提醒：(1)写成氧化物形式，是为了简化对硅酸盐组成的表示方法，实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的。(2)在改写时各元素的化合价不能改变。例1用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是()A 钙 沸 石 Ca(Al2Si3O10)3H2O，表 示 为Al2O3CaO3SiO23H2OB镁橄榄石(Mg2SiO4)，表示为 MgO12SiO2C 钾 云 母(K2Al6Si6H4O24)，表 示 为K2O2H2O3Al2O36SiO2D石棉(CaMg3Si4O12)，表示为 CaO3MgO4SiO2【答案】D【解析】根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A 中 Al2O3 和 CaO 的排列顺序
7、有误，B 中化学 计 量 数 出 现 了 12，C 正 确 的 写 法 应 为K2O3Al2O36SiO22H2O，D 的写法完全符合要求。变式训练 1 钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土Al2Si2O5(OH)4时反应的离子方程式为：2KAlSi3O82H2CO35H2O=2K2HCO3 4H2SiO3Al2Si2O5(OH)4(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式：KAlSi3O8_；Al2Si2O5(OH)4_。(2)上述反应能够发生的原因是_。【解析】将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，只需将除O(氧)以外的所有元素写成其常见氧化物,并用“”将它们合起来，但需注意各种原子个数比符合
8、原来的组成，并在某种(或几种)氧化物前加合适化学计量数。【答案】(1)K2OAl2O36SiO2 Al2O32SiO22H2O(2)碳酸的酸性强于硅酸，由较强的酸可制得较弱的酸 水泥和玻璃生产方法的比较水泥 玻璃 主要设备 水泥回转窑 玻璃熔炉 原料 石灰石和黏土 纯碱、石灰石和石英(过量)反应条件 高温 高温 水泥玻璃反应原理发生复杂的物理化学变化Na2CO3SiO2=高温Na2SiO3CO2CaCO3SiO2=高温CaSiO3CO2水泥 玻璃 主要 成分 硅酸三钙：3CaOSiO2 硅酸二钙：2CaOSiO2 铝酸三钙：3CaOAl2O3 Na2SiO3CaSiO34SiO2 或Na2OC
9、aO6SiO2 特性 水硬性 无固定的熔沸点，在一定温度范围内软化，可以制成各种形状 特别提醒：(1)水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐产品都是由多种硅酸盐组成的混合物，没有固定的熔沸点。(2)在水泥制造中，石膏的作用是调节水泥的硬化速度，不能认为石膏是生产原料。例2化合物A、D、F是中学化学中最常见的物质，化合物B、C、E中含有两种相同的元素，这些化合物之间存在如下关系。其中A和B的反应是一种重要化工生产中的主要反应。据此推断：(1)在A、C、F中含有的相同元素是_。(2)化合物C的化学式为_。(3)A和B反应的化学方程式为_，该反应是在_中进行的(填设备名称)。(4)C的水溶液和D能否发生反应？_。
10、其理由是_。若能够反应，则该反应的离子方程式为_(若不能，则此空不填)。【解析】最常见物质 A 与盐酸反应，生成 H2O及常见物质 D、F，可知 A 为不稳定弱酸盐，又因AB=高温 CD 是一重要的化工生产过程，所以A 为 Na2CO3，B 为 SiO2。由 C 与盐酸反应生成 E和 F 可知 C 为 Na2SiO3，D 为 CO2，F 为 NaCl，E为 H2SiO3。【答案】(1)钠元素(2)Na2SiO3(3)Na2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2 玻璃熔炉(4)能 碳酸的酸性比硅酸强，可发生复分解反应SiO23 CO2H2O=H2SiO3CO23互动探究反应 Na2CO3Si
11、O2=高温 Na2SiO3CO2能否说明硅酸的酸性比碳酸强？该反应的原理是什么？【提示】不能。其反应原理是高熔点氧化物制低熔点氧化物，不能证明硅酸的酸性比碳酸强，因为这不是在溶液中进行的反应。变式训练 2(2011 年龙岩高一检测)世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今 3000 年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B玻璃在加热熔化时有固定的熔点C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起解析：选
12、B。普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃熔炉中熔融制得，A正确。玻璃是混合物,没有固定的熔点,B错误。普通玻璃的组成一般为：Na2OCaO6SiO2，C正确。二 氧 化 硅 易 与 碱 液 反 应 生 成 Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不得用玻璃塞。探究整合应用 硅酸盐产品与新型无机非金属材料 硅酸盐产品包括：水泥、玻璃、陶瓷等，它属于传统无机非金属材料，而新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的，具有特殊性能和用途的材料。它有着许多电学、光学、生物特性，在新科技领域里有更多的用途。(1)想一下为什么可将陶瓷、玻璃、
13、水泥归纳在一起，然后从所给的4个物质中选出1个与它们同类的物质()A光导纤维 B塑料 C半导体材料D砖瓦 例(2)人造骨是一种具有生物功能的新型无机非金属材料，它具有类似于人骨和天然牙的性质和结构，这是利用了这类材料的生物学特性，人造骨可以依靠在人体的体液中补充某些离子形成新骨，可在骨骼界面发生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼牢固结合。人造骨植入人体需要吸收人体中某种离子形成新骨。该离子是(双选)()ACa2BClCNaDPO34【解析】(1)无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料，传统无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，如玻璃、水泥、陶瓷，砖瓦也是无机非金属材料。(2)新型无机非金属材料具有耐高温特性、电学特性、光学特性和生物特性，人造骨是利用了其生物特性，根据人造骨类似人骨和天然骨的性质和结构，根据人骨的主要成分是 Ca3(PO4)2，所以从人体吸收 Ca2和 PO34。【答案】(1)D(2)AD