第三单元　含硅矿物与信息材料教案推荐

第三单元

含硅矿物和信息材料

【教学目标】

1．通过学习自然界中的含硅化合物，使学生了解硅元素的存在形式及硅酸盐的结构。

2．通过了解硅酸盐工业产品，使学生了解到硅酸盐矿物的应用与人类文明的发展的密切关系。

3．学会将硅酸盐的化学式书写成氧化物形式。

4. 掌握二氧化硅的主要性质

5．从传统材料到信息材料的介绍，激发学生学习兴趣，增强学生研究、探索、发现意识；

6．介绍分子筛信息，拓展视野，使学生对硅酸盐有新的认识，培养学生的创新意识。

7．通过学生阅读资料，培养学生的自学能力。

【重点难点】

硅酸钠(sodium

silicate))性质；书写硅酸盐(silicate)的氧化物形式;二氧化硅的主要性质。

【教具应用】

多媒体课件、演示实验

【教学过程】

〖学生反馈课前预习,教师纠正〗

1.地壳中硅元素的含量仅次于氧,硅元素在自然界中以

化合态存在于自然界，常见的有

硅酸盐

、

二氧化硅等，它们广泛存在于地壳的各种矿物和岩层中。

2. Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐中的一种，硅酸钠的水溶液俗称_水玻璃__，是建筑行业经常使用的一种粘合剂。

3.

水泥

、

玻璃

、

陶瓷

是三大重要的硅酸盐产品。其原料分别为_粘土\石灰石\石膏__、__纯碱\石灰石\石英__、___粘土_ 4. 沙子

、

石英

、

水晶

、

硅藻土

等都含有二氧化硅。

5.光导纤维的成分是__二氧化硅_。

6.二氧化硅是一种熔沸点_很高__、硬度_很大_的氧化物。_不__（能或不）溶于水。

〖板书〗专题3

第三单元

含硅矿物和信息材料

〖引入〗新课提问：（投影相关硅酸盐图片）

（1）硅元素在地壳中的含量怎样？

（2）硅元素在自然界以什么状态存在？

（3）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？

〖板书〗一、硅在自然界的存在

（1）地壳中硅元素的含量仅次于氧，约占总质量的四分之一。（硅含量的图片）

（2）硅元素在自然界中以化合态存在，无游离态。

（3）硅元素在自然界中主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在（无游离态）。地壳质量的92％是硅酸盐和二氧化硅。

〖过渡〗硅元素在自然界中广泛存在，主要是硅酸盐和二氧化硅的形式，下面我们先来了解硅酸盐的有关知识。

〖板书〗二、硅酸盐(silicate)的结构

1、多媒体展示：自然界中的一些硅酸盐的图片及化学式；

2、观察图片和化学式，总结硅酸盐的结构怎样？硅酸盐结构稳定，在自然界中稳定存在。

3、介绍将硅酸盐化学式改写成氧化物的形式；

硅酸钠—Na2SiO3：Na2O·SiO2 正长石—KAlSi3O8：K2O·Al2O3·6SiO2

白云母—KAl3Si3O10(OH)12：K2O·3Al2O3·6SiO2·12H2O

〖归纳〗归纳硅酸盐化学式改写成氧化物的规律。

•要领：两边原子个数守恒

•格式：活泼金属氧化物·

较活泼金属氧化物· SiO2·H2O〖投影〗（1）各元素的化合价保持不变；

（2）各元素写成相应的氧化物，一般说来，金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，H2O一般写在最后，金属元素中按金属活动顺序表。

（3）改写后的式子要与原化学式中的各原子个数比保持不变。

[例]将下列硅酸盐改写成氧化物的形式。

（1）镁橄榄石（Mg2SiO4）

（2）高岭石[Al2Si2O5(OH)4]

。

[练习] 请用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成

K2SiO3

Na2SiO3

Al2(SiO3)3

KAlSi3O8

〖过渡〗在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，下面我们先来学习它的有关知识。

〖板书〗三、硅酸钠(sodium silicate)（Na2SiO3）的性质

1、物理性质：无色晶体，熔点高，可溶于水，水溶液俗称“水玻璃”，水溶液在空气中易变质。

2、说说硅酸钠的用途。Na2SiO3水溶液是建筑行业使用的一种黏合剂，也可用于木材、纺织品的防腐、防火等。〖实验〗探究实验②：检验硅酸钠溶液酸碱性滴加

3、化学性质：

（1）水溶液呈碱性（用pH试纸检测）；

〖实验〗探究实验③：向溶液中通二氧化碳

〖板书〗（2）向Na2SiO3溶液通CO2有白色沉淀：Na2SiO3＋CO2＋2H2O==Na2CO3＋H4SiO4↓（原硅酸，－－白色胶状沉淀）离子方程式：SiO32＋CO2＋2H2O==CO32＋H4SiO4↓

〖延伸〗原硅酸H4SiO4：白色胶状沉淀，不稳定，易失水成硅酸：H4SiO4==H2SiO3＋H2O（硅酸在方程式中可代替原硅酸书写）

〖提问〗此反应原理是什么？说明了什么？

〖板书〗原理：强酸制取弱酸

酸性：H2CO3强于H4SiO4或H2SiO3。

〖提问〗如果通入CO2过量的话，反应方程式一样吗？还有没有沉淀？并写出其离子方程式。

〖实验〗探究实验④：在Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸有没有什么现象？实验后请写出实验现象、化学方程式和离子方程式。

〖板书〗（3）硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀：

化学方程式：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓

－＋离子方程式：SiO32＋2H= H2SiO3↓

〖实验〗探究实验⑤：若在上面的沉淀中加入氢氧化钠溶液沉淀会溶解吗？〖投影〗在H2SiO3中加入氢氧化钠溶液：沉淀溶解

－－

化学方程式：H2SiO3＋2NaOH ＝Na2SiO3＋2H2O

离子方程式：H2SiO3＋2OH＝SiO32＋2H2O

〖延伸〗硅酸H2SiO3：难溶于水，白色沉淀，弱酸，不稳定，受热分解：H2SiO3

△H2O＋SiO2

〖过渡〗在丰富的硅酸盐中，除硅酸钠外，其它的在工农业生产中的作用如何？下面我们来了解传统的硅酸盐产品的有关知识。（图片展示引入）

〖板书〗四、硅酸盐产品（传统材料）

〖板书〗1、水泥主要原料：粘土、石灰石、少量石膏(CaSO4·2H2O调节水泥硬化速度)主要设备：水泥回转窑反应条件：高温主要成分：硅酸三钙：3CaO·SiO2

硅酸二钙：2CaO·SiO2

铝酸三钙：3CaO·Al2O3主要性质：水硬性

〖投影〗图片资料：水泥的标号

〖板书〗2、玻璃主要原料：纯碱、石灰石、石英主要设备：玻璃窑（图片）主要反应：SiO2＋

Na2CO3高温

Na2SiO3＋CO2↑,SiO2＋CaCO3高温

CaSiO3＋CO2↑主要成分：Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2或

Na2O·CaO·6SiO2主要性质：玻璃态物质，没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。种类：普通玻璃、有色玻璃（如，蓝玻璃、红玻璃）、石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃等〖投影〗图片资料：普通玻璃与钢化玻璃

〖板书〗3、陶瓷。主要原料：粘土传统生产：混和、成型、干燥、烧结、冷却

主要成分：硅酸盐

主要特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。

〖投影〗图片资料：陶瓷制品

〖板书〗五、信息材料――光导纤维

〖投影〗提供有关光导纤维的资料（简介、制造和作用），播放光导纤维的介绍录像，简述光导纤维的主要成分、光在其中的传播实验和用途；

〖投影〗光导纤维的主要成分是：石英玻璃；用途非常广泛，如：信息传递（光缆）、光的传递、医生的助手、国防方面、工业生产中等等。

〖板书〗六、分子筛(molecular sieve) 〖投影〗提供分子筛的有关资料和图片；

〖投影〗分子筛可用于：分离、提纯气体或液体混合物；还可以作干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工等方面。

七、二氧化硅（SiO2）

1．二氧化硅的物理性质：熔沸点

很高

硬度

很大

，

不

溶于水。纯净的二氧化硅晶体是无色透明的。天然的SiO2又叫硅石（石英、水晶）。

2．二氧化硅的化学性质：

（1）SiO2是酸性氧化

①二氧化硅与氧化钙（高温）：

__________________________________________ ②二氧化硅与氢氧化钠溶液：____________________________________________ ③二氧化硅与碳酸钠（高温）：___________________________________________ （2）不跟酸（除

_HF_____外）反应：

※SiO2

＋

4HF === SiF4

＋

2H2O（玻璃瓶不能盛装氢氟酸，氢氟酸可用于雕刻玻璃）

（3）弱氧化性（高温下被焦炭还原）

SiO2＋2C ==== Si + 2CO [思考] 存碱液的试剂瓶为什么只能用橡皮塞而不能用玻璃塞？

3．二氧化硅的用途

(1)SiO2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

八、硅（Si）：以

化合

态存在于自然界，在地壳中的含量居第

二

位。

1.物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，熔沸点很高，硬度也很大的固体，是良好的半导体

材料。

2.化学性质：

(1)常温下性质稳定,但能和氟气、氢氟酸、强碱溶液反应：

(2)加热时能与某些非金属反应：

高温

==== _________

Si+O

Si+ Cl2 ==== _________ 2 高温

高温

3.硅的用途：制集成电路，晶体管，太阳能电池，变压器铁芯，耐酸设备等。

4.硅的提纯：工业上用碳和二氧化硅在高温下反应制取硅。

工业制法：二氧化硅－→粗硅－→四氯化硅－→精硅（写出化学方程式）

〖小结〗