第三单元　含硅矿物与信息材料优秀课堂实录

第三单元

含硅矿物与信息材料

第1课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品

【目标聚焦】

1、了解硅在自然界的存在形式,了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切联系。

2、掌握陶瓷、水泥、玻璃等重要的硅酸盐产品。

重点、难点：常见

硅酸盐矿物及硅酸盐产品。

【学习导航】

1．硅的存在

（1）在地壳中的含量仅次于 ，居于

第 位；

（2）在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态态存在的硅。如 、 等；

（3）化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。

2．硅酸盐极其性质

（1）硅酸盐组成的表示方法

①盐化学式法

如:硅酸钠：Na2SiO3、硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。

②盐氧化物法

如:锆石：_______________ 红柱石___________________ 镁橄榄石：____________ 钙铝石榴子石______________ （2）硅酸盐的性质

①Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种,其它可溶性的硅酸盐还有________ ②Na2SiO3的水溶液俗称________,是建筑业中常用的一种_________,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既___________又__________。

③Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2,化学方程式______________________________,因此Na2SiO3溶液要________保存。

3、硅酸盐产品(查阅资料或者参观玻璃厂、水泥厂了解水泥和玻璃是如何生产的)

（1）陶瓷：中国是瓷器之都,新石器时代就已经掌握了炼陶技术,陶瓷不仅广泛应用于生活,而且在电子工业,原子能工业,宇航事业等方面发挥越来越重要的作用。

（2）水泥：建筑业中使用最普遍的基础材料。

制造原料：_____(主要成分_ __),_________; 主要设备：__________________ 生产条件：__________________ （3）玻璃：一种重要的工农业原料。

制造原料：_________、________、___________。

主要设备：__________________ 生产条件：__________________ 成分：__________________ 【思维点拨】

【例1】高岭土的组成可表示为Al2Si2OX（OH）Y，其中X、Y的数值分别是（ ）

A．7、2 B．5、4 C．6、3 D．3、6

【解析】解答此题涉及两个未知数X、Y，但有化合价规则只能列出一个方程，因而本题要用解不定方程的知识。

根据化合价规则，Al为+3价，Si为+4价，O为-2价，OH为-1价，则有：

2×（+3）+2×（+4）+X×（-2）+Y×（-1）= 0，

化简得：2X + Y = 14，将A～D中X、Y值代入只有B选项符合方程。

【答案】B 【例2】钾玻璃中含有18.4%的K2O、11.0%的CaO、70.6%的SiO2。计算三种氧化物的物质的量之比。若需制造。5.1t钾玻璃，需用碳酸钾、石灰石和二氧化硅各多少吨？写出制取钾玻璃的反应方程式。

【解析】（1）K2O、CaO、SiO2的物质的量之比为：18.4/94:11.0/56:70.6/60 = 1:1:6。

（2）设需K2CO3、CaCO3的质量分别为X和Y，由关系式计算原料的用量。

K2CO3——K2O CaCO3 —— CaO 138 94 100 56 X 5.1t×18.4% Y 5.1t×11.0% 解比例式得：X = 1.38t，Y = 1.0t。

SiO2的用量为5.1t×70.6% = 3.6t。

高温

（3）K2CO3 + SiO2 ==== K2SiO3 + CO2↑，CaCO3 + SiO2 ===== CaSiO3 + CO2↑

高温

【同步闯关】1．在自然界里，硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是 （ ）

A．晶体硅

B．二氧化硅 C．硅酸

D．硅酸盐

２．下列说法中不正确的是 （

）

A．硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅

B．水泥、普通玻璃都是混合物

C．生产水泥和玻璃都必须用石灰石

D．用纯净的石英制成石英玻璃,它的膨胀系数小,常用来制造耐高温的化学仪器

3．下列物质的主要成分不属于硅酸盐的是 A．水晶

B．陶瓷 C．水玻璃

D．普通玻璃

４．融化烧碱应选用的坩埚是 （ ）

A．铁坩埚

B．

玻璃坩埚

C．石英坩埚

D．瓷坩埚

５．将少量CO2通入下列物质中，溶液仍然澄清的是 （ ）

A、硅酸钠溶液 B、偏铝酸钠溶液 C、氯化钙溶液 D、澄清石灰水

6．下列反应不能一步得到的是 （ ）

A．SiO2―→Na2SiO3

B．SiO2―→H2SiO3

C．Na2SiO3―→SiO2

D．H2SiO3―→SiO2 7．现有石灰石、二氧化硅、硅酸钠三种白色粉末，要用一种试剂鉴别，可选用（ ）

A．氢氧化钠溶液

B．盐酸

C．硝酸银溶液

D．氯化钙溶液

8．下列物质中，既不能与盐酸反应，又不能烧碱溶液反应的是 （ ）

A．水玻璃

B．二氧化硅

C．一氧化碳

D．氧化铝

9．能贮存在带磨口塞的玻璃试剂瓶中的试剂是 （ ）

A．KOH溶液

B．浓H2SO4

C．水玻璃

D．氢氟酸

10．普通玻璃的成分Na2CaSi6O14，以氧化物形式可表示为 ，钾云母的化学式是K2H4Al6Si6O24，以氧化物形式可表示

为 正长石的化学式KAlSi3Ox，x是 ,以氧化物形式可表示为 【探索提升】

１．给下列溶液中通入CO2气体，不可能产生沉淀的是

（ ） A．氯化钙和硝酸钡的混合液 B．稀的水玻璃

C．偏铝酸钠溶液 D．碳酸钠饱和溶液

２．下列各组离子在水中能大量共存的是

（ ）

+＋2－2－++-2-A．K、H、SiO3、S

B．Na、K、OH、SiO3

+-－

++-2-C．Na、Cl、OH、HCO3D．Na、H、NO3、SO4

３．有10 g不纯CaCO3样品与足量盐酸作用后生成4.44 g CO2，且溶液中残留难溶物质。则对于此样品中是否存在①MgCO3 ②K2CO3 ③SiO2杂质的判断正确的是

（

）

A.肯定含①③，不含② B.肯定含①③，可能含②

C.肯定含②③，不含①

D.肯定含②③，可能含①

4．有三种无色透明溶液：Ca(HCO3)2溶液、Na2SiO3溶液和澄清石灰水，在上述溶液中分别通入CO2气体。试根据实验现象判断：

（1）生成白色沉淀，此沉淀溶于盐酸而不溶于氢氧化钠溶液，则原溶液为 。

（2）生成白色沉淀，此沉淀不溶于盐酸而溶于氢氧化钠溶液，则原溶液为 。

【拓展阅读】

硅在高新技术中的应用

单晶硅作为半导体器件的核心材料，大大地促进了信息技术的革命。自20世纪中叶以来，单晶硅随着半导体工业的需要而迅速发展。到1996年全球半导体产业销售额达到1 410亿美元，而其中单晶硅材料的销售达到74亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅标志着

我国单晶硅生产进入了新的发展时期。

信息材料技术是新材料技术的重要组成部分，也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看，硅半导体仍然是集成电路的主要材料。据估计在21世纪内，硅仍然

会占半导体材料的95％以上。

微电子与生物技术紧密结合的以DNA芯片等为代表的生物工程芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制

作出含有多达10～20万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极短的时间内检测或发现遗传的变化情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。

第1课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品 答案

学习导航

1．⑴氧、2 ⑵二氧化硅、硅酸盐

2．⑴ ZrO2·SiO2、Al2O3·SiO2

、2MgO·SiO2、

3CaO·Al2O3·3SiO2

⑵

①K2SiO3

②水玻璃、黏合剂、耐腐蚀、不易着火

③Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓、密封

⑶②黏土、铝硅酸盐、石灰石、水泥回转窑、高温

③石灰石、纯碱、石英、玻璃熔炉、高温，

Na2O·CaO·6SiO2

同步闯关

1．BD 2．A 3．A 4．A 5．C 6．B 7．B 810. Na2O·CaO·6SiO2、K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O、8 探索提升

1.A 2.BD 3.B 4．⑴澄清石灰水 ⑵ Na2SiO3溶液

．C 9．B 12K·12O23Al2O3·3SiO2