第三单元　含硅矿物与信息材料10分钟试讲教案

第三单元

含硅矿物与信息材料

[学习目标定位]

1.知道硅在自然界的存在形式和硅酸盐产品的重要应用，会用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的组成。2.知道硅及其重要化合物二氧化硅的性质及其应用。

一

硅酸盐

1.硅酸盐的表示方法

(1)化学式法：适用于组成简单的硅酸盐。如硅酸钠：

。

(2)氧化物法：

与大多数其他盐不同，硅酸盐的组成相当复杂。如锆石(ZrSiO4)，红柱石(Al2SiO5)，钙铝石榴子石(Ca3Al2Si3O12)，镁橄榄石(Mg2SiO4)。它们种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用氧化物表示它们的组成。上述四种硅酸盐用氧化物表示为

、

、

、

。

2.硅酸钠

硅酸钠是一种

色固体，能溶于水，其水溶液俗称

。用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现它具有

的功能，因此可作

。

按要求完成下列实验。

(1)在盛有饱和硅酸钠溶液的试管中，滴加2～3滴酚酞溶液，观察到的现象是

；再滴加稀盐酸观察到的现象是

，反应的化学方程式是

。

(2)若将少量二氧化碳通入饱和硅酸钠溶液中，观察到的现象是

，反应的化学方程式是

。

归纳总结

1.用氧化物的形式表示硅酸盐组成的方法

(1)将硅酸盐中所有元素都写成氧化物(二氧化硅和氧化物组合)。氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

(2)氧化物之间以“·”隔开。

(3)在氧化物前面按化学式中的比例添加数字。

(4)书写原则：硅酸盐中各元素化合价及原子个数比保持不变。

2.硅酸钠及硅酸

(1)硅酸钠，化学性质相对稳定，不易腐蚀，不能燃烧，热稳定性强，其水溶液呈碱性，能与酸反应，其离子方程式为

。

(2)硅酸是难溶于水的弱酸，其酸性比碳酸弱。硅酸不能使紫色石蕊溶液变红色。

①硅酸不稳定，受热易分解：

。

②硅酸能与强碱溶液反应：

。

[提醒]

硅酸盐氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示结构，不能认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。

1.古瓷中所用颜料的成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)。下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是(

) A.可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2

B.性质稳定，不易脱色

C.易溶解于强酸和强碱

D.x等于6 2.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是(

) A.这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀

B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料

C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧

D.水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质

二

硅酸盐产品

硅酸盐产品有着广泛的应用，大家熟悉的玻璃、水泥和陶瓷是常见的硅酸盐产品，也是使用量最大的无机非金属材料。

阅读教材填写下表：

硅酸盐产品

水泥

玻璃

陶瓷

归纳总结

工业上制普通玻璃的主要反应

Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑

CaCO2＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑

高温高温原料

主要设备

主要成分

3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3

Na2O·CaO·6SiO2

3.下列关于玻璃的叙述正确的是(

) A.制普通玻璃的原料主要是纯碱和石英

B.普通玻璃的主要成分不是二氧化硅

C.玻璃是几种成分熔化在一起的晶体，有固定的熔点

D.过量的泥沙、纯碱和石灰石熔融后生成玻璃

三

二氧化硅与信息材料

1.二氧化硅

(1)存在：沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。

(2)物理性质：熔、沸点

，硬度

，

溶于水。

(3)化学性质：

①酸性氧化物的通性：

与NaOH溶液反应：

；

与碱性氧化物(CaO)反应：

。

②特性：与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。

(4)用途：制作光学镜片、

，还可用于制作

。

2.硅

(1)物理性质：晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体，根据其结构分析可知，晶体硅熔点

、硬度

、有脆性。晶体硅的导电性介于

之间，是良好的

材料。

(2)化学性质：硅原子最外层有4个电子，得失电子都较难，化学性质

。常温下，除与F2、HF和强碱溶液反应外，硅不与其他物质(如强酸和强氧化剂)反应。加热时，硅能与O2、Cl2、C发生化合反应。

(3)硅的工业制法

①粗制：制备原理：

(隔绝空气条件下进行，C过量)。氧化剂：

，还原剂：

。

②精制：将粗硅(含杂质较多)与Cl2在高温下反应生成SiCl4。SiCl4经提纯后再用H2还原，即得高纯硅，有关反应的化学方程式为

。

归纳总结

二氧化硅的性质

(1)碳与硅、二氧化硅与二氧化碳性质差别较大的原因是由于其结构不同。

(2)SiO2是酸性氧化物，但它不溶于水，不与水反应，也不与酸(氢氟酸除外)反应：SiO2→H2SiO3需间接实现，如－HSiO2――→SiO2―→H2SiO3。

3―OH－＋或CO2(3)SiO2晶体中不存在SiO2分子，SiO2表示二氧化硅中Si原子和O原子个数比为1∶2的化学式。

(4)可以用玻璃瓶盛放碱液但不能用玻璃塞。玻璃中含有SiO2，SiO2与NaOH溶液反应生成了Na2SiO3，使瓶口与瓶塞黏在一起而难以开启。

(5)Si、SiO2的转化关系

4.素有“水晶之乡”美称的江苏省东海县盛产高纯水晶。现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。水晶的主要成分是SiO2。下列关于SiO2的叙述中，不正确的是(

) ①在固态和液态时，导电性能都很弱

②能跟强碱反应，但不能与水反应

③硅与碳原子的最外层上都是4个电子，故SiO2的物理性质与CO2类似

④既是酸性氧化物，又是碱性氧化物

A.②和③

C.②和④

B.③和④

D.④