第三单元　含硅矿物与信息材料教案和课堂实录

江苏省高邮中学“求真”课堂教师导学案

学科

课题

化学

班级

授课日期

教者

教时

辛洪群

1 硅酸盐矿物与硅酸盐产品

教

学

设

计

一、学习目标：

1、了解地壳中硅元素的含量，知道硅元素在自然界中的主要存在形式

2、了解硅酸盐工业及其产品

二、教学重难点：硅酸盐工业及其产品

三、教学过程:

一）硅的存在：

（1）在地壳中的含量仅次于氧，居于第二位；

（2）在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅。如SiO2、硅酸盐等；

二）硅酸盐及其性质

（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

将硅酸钠（Na2SiO3）改写为氧化物形式：（Na2O·SiO2），如将滑石[Mg3（Si4O10）（OH）（3MgO·4SiO2·H2O），将钠长石（NaAlSi3O8）改写为氧化物形式：2]改写为氧化物形式：（Na2O·Al2O3·6SiO2）

（2）硅酸盐的性质

①在硅酸盐中，只有极少数的硅酸盐溶于水，Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种

②Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”，粘稠状，有弱碱性，能粘结磨口玻璃瓶塞。水玻璃可作粘合剂、防腐剂、耐火材料等。

③Na2SiO3溶液呈碱性，易吸收空气中的CO2，化学方程式：Na2SiO3 + CO2+ H2O = Na2CO3

+ H2SiO3 ↓因此Na2SiO3溶液要密封保存。

三）硅酸盐产品

1、传统的硅酸盐产品

（1）水泥

主要原料：石灰石、黏土（黏土的主要成分为铝的硅酸盐矿物）

普通水泥的主要成分是：

硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）和铝酸三钙（3CaO·Al2O3）等。

说明：水泥是一种非常重要的建筑材料，水泥最重要的性质就是水硬性，即跟水混合搅拌并静置后，很容易凝固变硬。

（2）玻璃

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主要原料：石英、纯碱、石灰石

反应方程式：

SiO2 + Na2CO3

Na2SiO3 + CO2↑

SiO2 + CaCO3

CaSiO3 + CO2↑

说明：①玻璃的种类有普通玻璃、钢化玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没有固定的熔沸点。

②比较水泥和玻璃的生产方法

硅酸盐产品

主要设备

原料

反应原理

主要成分

反应条件

水泥

水泥回转窑

石灰石和黏土

发生复杂的物理—化学变化（不作要求）

3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、

3CaO·Al2O3

高温

Na2CO3＋SiO2

CaCO3＋SiO2

玻璃

玻璃熔炉

纯碱、石灰石、石英（过量）

Na2SiO3＋CO2↑

CaSiO3＋CO2↑

Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

高温

（3）陶瓷

主要原料：黏土（其主要成分为Al2O3·2SiO2·2H2O）

中国瓷都：景德镇；陶都：宜兴

2、信息材料――光导纤维：它的主要成分是SiO2，是目前应用最广的信息材料，它有信息传输量大，信号准确，便于铺设，耐磨耐腐蚀，使用寿命长等优点。一条通常的光缆可以同时传输十亿门电话的信号。

3、分子筛：

许多硅酸盐具有多孔的结构，孔的大小与一般分子的大小相当，而且组成不同的硅酸盐的孔径不同.因此这些硅酸盐具有“筛分”分子的作用，人们把它们称为分子筛（molecular sieve）. 分子筛常用于分离、提纯气体或液体混合物。作干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体，用于净化水、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。

导学案（学生版）

课堂预设与生成

【课堂总结】

一、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

态的硅，只有以

态存在的硅。如

、

等。

二、硅酸盐及其性质

1．硅酸盐组成的表示方法

(1)盐化学式法

如：硅酸钠：

；硅酸钙：

，此法用于组成简单的硅酸盐。

(2)盐氧化物法

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如：钙长石(CaAl2SiO6)

；镁橄榄石（Mg2SiO4）：

。

2．硅酸盐的性质

（1）Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种，其他可溶性的硅酸盐还有

。

（2）Na2SiO3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

。

（3）Na2SiO3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。

三、传统的硅酸盐材料

水泥、玻璃、陶瓷

主要原料

反应原理

主要成分

典型设备

水泥

玻璃

陶瓷

【课后练习】

1、在炼铁、制玻璃和制水泥三种工业生产中，都需要的原料是

（

）

A．生石灰

B．石灰石

C．石英

D．纯碱

2、关于水玻璃的叙述不正确的是（ ）

A.它是一种矿物胶，经其加工的产品既不易燃烧也不易腐蚀 B.在建筑工业上可用作粘合剂和耐火材料

C.它在空气中易变质，因为SiO32-+CO2+H2O＝H2SiO3↓+CO32-

D.水玻璃的主要成分是二氧化硅

3、下列有关说法正确的是（ ）

A．水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料都不溶于水，所以所有的硅酸盐都不溶于水

B．水泥的主要成分有硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)及其他一些成分，所以硅酸盐都是氧化物

C．陶瓷分为土器、陶器、瓷器、炻器，与原料粘土的纯度有关

D．普通玻璃是透明的，所以硅酸盐也是透明的

4、

“9·11”事件发生后，美国世贸大厦轰然倒下。在清理废墟中，人们发现有很多石棉。石棉是一种具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火焰、耐酸和碱腐蚀，而且价格低廉的硅酸盐。石棉有毒，能使人患肺癌。

（1）有一种石棉矿叫做青石棉，其化学式为Na2Fe5Si8H2O24，- 3

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写成氧化物形式的化学式为______________。

（2）三硅酸镁是一种胃病患者常用的制酸剂，试写出三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)中和胃酸(主要成分为盐酸)的化学反应方程式_______________________。

（3）生产玻璃的原料之一是正长石KAlSi3Ox，x是________，以氧化物形式表示为__________________。

5、由SiO2 和CaCO3组成的混合物26.0g，经灼烧至质量恒定时，其质量减少8.8g，试解答：（1）写出可能发生反应的化学方程式

（2）求产生气体在标准状况下的体积

（3）求原混合物中SiO2的质量

教学反

思

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