2017-2018学年高中化学苏教版必修1教学案：专题3 第三单元 含硅矿物与信息材料 Word版含解析

第三单元 含硅矿物与信息材料

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[课标要求]

1．了解硅在自然界中的存在形式，了解硅及其化合物的性质与应用。

2．知道二氧化硅的物理性质和化学性质，了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。

3．以自然界存在的硅酸盐到单质硅的制备为线索，认识自然界中形形色色的硅酸盐。

1．硅酸盐的化学式常用氧化物形式表示。

2．水玻璃是硅酸钠的水溶液。水泥、陶瓷、玻璃为硅酸盐产品。 3．SiO2熔点高硬度大，是一种酸性氧化物，SiO2＋CaO=====CaSiO3，

SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。SiO2可用于制造硅单质及光导纤维。 4．硅晶体的熔、沸点高，硬度大，常温下比较稳定，与O2、Cl2、HNO3、

H2SO4等很难发生反应，硅晶体可用作半导体材料。 5．工业制备高纯硅的主要反应有SiO2＋2C=====Si＋2CO↑，

Si＋2Cl2=====SiCl4，SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl。

硅酸盐矿物与硅酸盐产品

1．硅酸盐

(1)表示方法——氧化物法 俗名 氧化物 表示法 (2)硅酸钠 ①性质：

a．可溶于水，其水溶液称“水玻璃”。 b．水溶液可与盐酸、CO2反应产生沉淀。 ②用途：

Na2SiO3溶液在建筑行业常用做黏合剂，经Na2SiO3溶液浸泡过的木材、纺织品等既耐

锆石 ZrO2· SiO2 红柱石 Al2O3· SiO2 钙铝石榴子石 3CaO·Al2O3· 3SiO2 镁橄榄石 2MgO· SiO2 高温

高温

高温

高温

腐蚀又不易着火。

2．硅酸盐产品

硅酸盐产品 水泥 玻璃 陶瓷

[特别提醒]

(1)硅酸是一种比H2CO3还弱的酸，且难溶于水。

(2)普通玻璃的成分为Na2SiO3、CaSiO3、SiO2可写成Na2O·CaO·6SiO2。 (3)玻璃是混合物，没有固定熔点，加热时在一定温度范围内软化。 (4)分子筛的成分是铝硅酸盐。

1．Na2SiO3为什么必须密封保存？

提示：Na2SiO3会吸收空气中的CO2和水蒸气而变质，反应的化学方程式为Na2SiO3

＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。

2．硅酸盐可写成二氧化硅和金属氧化物的形式，是否可理解成硅酸盐是二氧化硅和金属氧化物的混合物？

提示：否。硅酸盐结构复杂，通常用SiO2和金属氧化物的组合形式来表示其组成，但不是它们的混合物。

1．硅酸盐氧化物形式的改写 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?

??配置原则：各元素原子总个数比值符合原来的组成? ?若出现分数时应化为整数?

原料 黏土、石灰石及石膏 石灰石、纯碱、石英 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃熔炉

化学

计量数

11

例如：钠长石(NaAlSi3O8)不能写成Na2O·Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。

222．新型陶瓷的性能及用途 品种 高温结构 陶瓷 主要性能 ①耐高温；②耐氧化；③耐磨蚀 主要用途 耐高温材料，洲际导弹的端头，火箭发动机的尾管及燃烧室，汽车发动机，喷气发动机 压电陶瓷 能实现机械能与电能的相互转化 ①优异的光学性能；②耐高温；③绝缘性好 超导性

1．昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为( )

A．CaO·MgO·SiO2·H2O B．2CaO·5MgO·8SiO2·H2O C．2CaO·MgO·SiO2·2H2O D．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O

解析：选B 根据昆仑玉的化学式，将Ca、Mg、Si、H分别写成氧化物的形式，按活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→SiO2→H2O的顺序排列，再调整各氧化物前的计量数并使其与昆仑玉化学式中一致，可得昆仑玉氧化物表示形式为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。

2．下列说法正确的是( )

A．制取水泥和玻璃的原料中均有纯碱

B．普通玻璃是电的绝缘体，这种透明的固体物质是混合物，无固定的熔点 C．普通玻璃俗称水玻璃

D．硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅

解析：选B 制取玻璃的原料中有纯碱，而制取水泥的原料中没有纯碱，A不正确；普通玻璃的组成一般为Na2O·CaO·6SiO2，玻璃属于混合物，没有固定的熔点，B正确；普通玻璃和水玻璃的成分不同，水玻璃不是普通玻璃的俗名，C不正确；制取水泥和玻璃的原料中均有石灰石，石灰石中不含有硅，D不正确。

二氧化硅

1．存在

沙石、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。 2．物理性质

熔沸点很高、硬度很大，不溶于水。 3．化学性质

电波滤波器、通话器、声纳探伤器、点火器 制高压钠灯的灯管，防弹“玻璃” 超导材料 透明陶瓷 超导陶瓷 (1)常温下性质不活泼，不与水、酸(HF除外)反应。 (2)是一种酸性氧化物

―→SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O――→SiO2＋CaO高温,CaSiO3。 SiO2― (3)特性：SiO2能与HF反应，化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 4．用途：用于制光导纤维、光学镜片、石英坩埚。 5．SiO2和CO2的比较

不 同 点 熔、沸点 状态 与水反应 与酸反应 与碱性氧 化物反应 与碱反应 相 同 点 与某些盐 反应 SiO2 高 无色晶体 不反应 只与氢氟酸反应 CaO＋SiO2===== CaSiO3 SiO2＋2NaOH=== Na2SiO3＋H2O SiO2＋Na2CO3===== Na2SiO3＋CO2↑ SiO2＋CaCO3===== CaSiO3＋CO2↑ 与碳反应

1．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是( ) A．CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐 B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸 C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物 D．CO2和SiO2都是由相应的分子组成的

解析：选A 虽然SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2却不能溶于水生成H2SiO3，而CO2

可溶于水生成H2CO3，B错误；SiO2与CO2都是酸酐，都是酸性氧化物，A正确，C错误；

SiO2＋2C===== Si＋ 2CO↑ 高温高温高温高温与NaOH

与CaO

CO2 低 气态 CO2＋H2OH2CO3 不反应 CO2＋CaO===CaCO3 CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3 CO2＋H2O＋Na2SiO3 ===H2SiO3↓＋Na2CO3 CO2＋C=====2CO △

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