高一化学苏教必修一含硅矿物与信息材料.ppt

自主探究精要解读实验探究 第三单单元 含硅矿矿物与信息材料 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 1了解硅、二氧化硅、硅酸盐盐的存在与性质质。 2通过对过对 硅酸盐盐工业产业产 品的了解，感受硅酸盐矿盐矿 物的 应应 用与人类类文明的发发展的密切关系。 3从传统传统 材料到信息材料的学习习，激发发学习兴习兴 趣，增强 学生研究、探索和发现发现 新材料的意识识。 4知道二氧化硅的一些性质质及硅单质单质 的制备备，了解二氧 化硅和单单晶硅的用途，以及与人类类文明发发展的密切关 系。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 1硅原子最外层层有几个电电子？由最外层电层电 子数推测测其化 学性质质如何？ 提示 硅原子最外层有4个电子，化学性质比较稳定。 2二氧化碳是不是酸性氧化物？其与氢氢氧化钠钠溶液反应应 的产产物是什么？ 提示 是酸性氧化物；与足量氢氢氧化钠钠反应应生成碳酸 钠钠，与少量氢氢氧化钠钠溶液反应应生成碳酸氢钠氢钠 。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 1 硅的存在：硅在地壳中的含量占第_位，硅主要以熔 点很高的_及_为为主要存在形式。因此 硅 是以_态态存在于自然界。 2硅酸盐盐的表示方法 (1)化学式法：组组成较简单较简单 的硅酸盐盐一般用化学式直 接 表示组组成。如硅酸钠钠_、硅酸钙钙_等。 笃笃学一 硅酸盐矿盐矿 物 二 二氧化硅硅酸盐盐 Na2SiO3CaSiO3 化合 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 (2)氧化物法：组组成相对对复杂杂的硅酸盐盐通常用_ 和_的组组合形式来表示硅酸盐盐，如硅酸钠钠 (Na2SiO3)写成：_、石棉CaMg3(SiO3)4写成 ：_、长长石(KAlSi3O8)写成： _。 二氧化硅 金属氧化物 Na2OSiO2 3MgOCaO4SiO2 K2OAl2O36SiO2 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 笃笃学二 硅酸盐产盐产 品 黏土 纯纯碱、石灰石、 石英 黏土、石灰石 玻璃窑 水泥回转转窑 Na2SiO3CO2 CaSiO3CO2 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 1 物理性质质：Na2SiO3是_色固体，俗称泡花碱，_溶 于水，其水溶液俗称_，是无色_状的液体 ， 是一种矿矿物胶。 2化学性质质 与比硅酸酸性强的一些酸反应应，生成难难溶于水的硅酸。 笃笃学三 硅酸钠钠 白易 水玻璃黏稠Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 反应应物或实验实验 操 作 化学方程式离子方程式 少量CO2通入 Na2SiO3溶液中 Na2SiO3CO2 H2O=Na2CO3 H2SiO3 _ _ _ 过过量CO2通入 Na2SiO3溶液中 Na2SiO32CO2 2H2O=2NaHCO3 H2SiO3 _ _ _ _ 盐盐酸与硅酸钠钠溶 液的反应应 Na2SiO3 2HCl=2NaCl H2SiO3 _ _ SiO32CO2 H2O=CO32 H2SiO3 SiO322CO2 2H2O=2HCO3 H2SiO3 SiO322H =H2SiO3 3.用途：制备备_和木材_。 硅胶防火剂剂 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 1.硅单质 (1)物理性质：晶体硅的物理性质：晶体硅是有_光泽 的_色固体，熔点高、硬度_、有脆性。晶体硅的导 电性介于导体和绝缘体之间，是良好的_材料。 (2)化学性质 常温下不与_等反 应。 加热或高温时有强还原性，可以与O2、Cl2等反应，化 学方程式为： 笃笃学四 硅和二氧化硅 金属 灰黑大 半导导体 O2、Cl2、H2、浓浓H2SO4、浓浓 HNO3 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 常温下能与氟气(F2)、氢氢氟酸(HF)、氢氢氧化钠钠反应应： _；_； _ _。 (3)工业业制法 操作流程：二氧化硅粗硅四氯氯化硅精硅 (4)硅的用途 用作半导导体材料，做_促进进信息技术术革命。制造_ ，将光能转换为电转换为电 能，可用作计计算器、人造卫卫星、火星探测测器、 太阳能电动车电动车 等的动动力，是极有发发展前景的新型能源。 Si2F2=SiF4Si4HF=SiF42H2Si2NaOH H2O=Na2SiO32H2 Si4HCl 光电电池硅芯片 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 2二氧化硅 (1)存在：_等都是天然存在 的二 氧化硅。 (2)物理性质：二氧化硅是_的固体，_溶于水。 (3)化学性质 与氢氟酸(HF)反应：HF是唯一可以与之发生反应的酸。 _(可以用来雕刻玻璃)。 SiO2作为酸性氧化物可以与_、_反应， 但 与水_。 a与碱反应： _(盛碱 的试 剂瓶用橡皮塞不能用_)。 沙石、石英、水晶、硅藻土 坚坚硬难难熔 不 SiO24HF=SiF42H2O 强碱碱性氧化物 不反应应 SiO22NaOH=Na2SiO3H2O 玻璃塞 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 (4)二氧化硅的用途 以SiO2为为主要成分的沙子仍是基本的建筑材料； 电电子工业业的重要部件、光学仪仪器； 是信息调调整公路的骨架_的主要成分； 用石英、玛玛瑙制作_。 光导纤维导纤维 工艺饰艺饰 品 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 二氧化硅能否与水反应应生成硅酸？三氧化二铝铝能不 能？ 提示 不能；不能。 硅酸钠钠的水溶液该该如何保存？ 提示 常用的粘合剂剂，所以不能用磨口的玻璃瓶塞，而用 橡胶塞或软软木塞，硅酸钠钠的水溶液可以与CO2反应应，生成 硅酸沉淀，所以应应密封保存。 【慎思1】 【慎思2】Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 【慎思3】 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2，Si 4HF=SiF42H2能说说明硅与铝铝一样样具有两性吗吗？ 提示 一般的非金属单质能与氢氧化钠溶液反应，Cl2 2NaOH=NaClNaClOH2O，说明硅具有典型的非 金属性质，但硅单质只能和唯一的酸氢氟酸反应，因为生 成的SiF4是气体且特别稳定，所以硅单质仅与HF酸反应， 不能说明硅单质能与酸反应，广义的与酸反应是指与溶液 中的H反应，硅单质不能与H反应置换出氢气。所以硅 在化学性质上不具有两性。 【慎思4】 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 【慎思5】 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 三种常见见的硅酸盐产盐产 品比较较 要点一 | 硅酸盐矿盐矿 物和硅酸盐产盐产 品 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 主要 成分 硅酸三钙钙 (3CaOSiO2)硅酸二钙钙 (2CaOSiO2)、铝铝酸三 钙钙(3CaOA12O3) Na2SiO3、 CaSiO3和过过量的 SiO2熔化后得到 的玻璃态态物质质 成分复杂杂 主要 性质质 水硬性，即细细粉状水 泥遇水后变为坚变为坚 硬的 固体 玻璃没有固定熔 点；易被氢氢氟酸 腐蚀蚀；易被碱腐 蚀蚀 抗氧化、耐酸碱 、耐高温、绝缘绝缘 、易加工成型等 特点，广泛用于 生产产和生活中 其他 水泥的主要用途：非常 重要的建筑材料 几种特种玻璃： 光学玻璃、钢钢化 玻璃、石英玻璃 等 根据原料、烧烧制 温度等的不同， 陶瓷器主要分为为 土器、陶器、瓷 器、火石器等 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 环环境 问问 题题 在生产产硅酸盐产盐产 品的过过程中，往往会向大气中排放大量 的粉尘尘而造成大气污污染。生产产水泥还还需要煤和空气以提 供热热能，煤的燃烧烧也会排放出烟尘尘、硫的氧化物、氮的 氧化物等而造成大气污污染，因此生产产水泥要注意保护环护环 境 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 石棉是一种具有压压伸强度大、柔韧韧性强、耐热热、 耐火焰、耐酸和碱的腐蚀蚀，而且价格低廉的硅酸盐盐。石棉 有毒，能使人患肺癌。 (1)有一种石棉 叫做矿矿青石棉 ，其化学式为为 Na2Fe5Si8H2O24。改写成氧化物形式的化学式为为_ 。 (2)三硅酸镁镁是一种胃病患者常用的止酸剂剂，试试写出三硅 酸镁镁(Mg2Si3O8nH2O)中和胃酸(主要成分为盐为盐 酸)的化学 反应应方程式： _。 与其他药药物相比，三硅酸镁镁的主要优优点是_ 。 (3)生产产玻璃的原料之一是正长长石KAlSi3Ox，x是 _ _，以氧化物形式表示为为 _。 【例1】 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 解析 (1)改写时变价元素按“先低价后高价”的规律书写， 故应写为Na2O 3FeOFe2O38SiO2H2O。(2)先将盐改写 成氧化物形式为2MgO3SiO2nH2O，中和胃酸实质是 MgO中和盐酸。反应式为Mg2Si3O8nH2O 4HCl=2MgCl23SiO2(n2)H2O。三硅酸镁中氧化 镁可以与盐酸反应生成氯化镁和水。所以它可以消耗盐酸 ，而且由于它的溶解度小，所以药效持续时间更长。(3)由 化学式KAlSi3Ox中正负化合价代数和为零，确定x8，改 写时需在化学式前乘2，即K2OAl2O36SiO2。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 答案 (1)Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O (2)Mg2Si3O8nH2O4HCl=2MgCl23SiO2(n 2)H2O 不会使胃酸酸度迅速降低，药效有一定持久性 (3)8 K2OAl2O36SiO2 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 硅酸盐的组成比较复杂，故常用氧化物的形式表示，改写 时应注意： 1氧化物的顺序 活泼金属氧化物较活泼金属的氧化物二氧化硅H2O 2氧化物的化学式之间用“”隔开 3氧化物前化学计量数的配置原则 (1)除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒配置。 (2)化学计量数配置出现分数，应化为整数。化为整数时， 其他氧化物前的化学计量数相应改变。 (3)氧化物前化学计量数代表氧化物本身，其比值仅指各氧 化物化学计量数的最简比。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 特别别提醒：改写成氧化物形式便于分析硅酸盐组成，而不 能简单认为硅酸盐是由氧化物组成的，硅酸盐的组成结构 很复杂。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 有一种矿矿石，经测经测 定镁镁、硅、氧元素的质质量比为为 12716。 (1)用盐盐的组组成表示其化学式： _ _ _。 (2)用氧化物的组组成表示其化学式： _ _ _。 (3)该矿该矿 石的成分属于_(填物质质的分类类) 。 【体验验1】 答案 (1)Mg2SiO4 (2)2MgOSiO2 (3)硅酸盐 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 1Si的还还原性大于C，但C却能在高温下还还原出Si。 2非金属单质单质 跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液 作用放出H2。化学方程式为为：Si2NaOHH2O= Na2SiO32H2。 3非金属单质单质 一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作 用，方程式为为Si4HF=SiF42H2。 4SiO2是酸性氧化物，但它不溶于水，不能直接与水作用 制备备H2SiO3。制备备H2SiO3时时可以利用以下原理：SiO2 2NaOH=Na2SiO3H2O，2HCl Na2SiO3=H2SiO3 2NaCl。 要点二 | 硅单质单质 及其化合物的特殊性 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 5酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF作用。 6无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难难溶于水。 8非金属单质单质 一般为为非导导体，但Si是半导导体。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 在浓浓硝酸 水 浓浓硫酸 氢氢氟酸 氢氢 氧化钾钾溶液中，能与单质单质 硅起化学反应应的是 ( )。 A B C D 解析 硅不能与浓硫酸、浓硝酸、水反应。 答案 C 【例2】 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 常温下硅能与F2、HF、强碱反应，在加热或高温条 件下也能与Cl2、O2发生反应。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 据报报道，科学家通过对过对 稻壳进进行控制性焚烧热烧热 解， 从中提取一种叫做生物质纳质纳 米结结构二氧化硅的超高活性材 料，将少量这这种材料掺掺入混凝土中，即可轻轻易制备备出超高 强度和超高耐久性能的高性能混凝土。关于二氧化硅下列说说 法中，正确的是 ( )。 A二氧化硅溶于水显显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物 B二氧化碳通入硅酸钠钠溶液可以得到硅酸 C因为为高温时时二氧化硅与碳酸钠钠反应应放出二氧化碳，所以 硅酸的酸性比碳酸强 D二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 【体验验2】 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 解析 二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水， 不能与水反应生成硅酸，A错；二氧化硅在高温下与碳酸 钠的反应不能用于判断硅酸与碳酸酸性强弱的依据，判断 的依据是CO2通入到Na2SiO3溶液中产生硅酸沉淀，得出 H2CO3的酸性强于H2SiO3，C错；二氧化硅可以与氢氟酸 发生反应，D错误。 答案 B Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 要点三 | SiO2和CO2的性质质比较较 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 下列说说法不正确的是 ( )。 A因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应对应 的酸，或 SiO2 不是H2SiO3的酸酐 酐 BCO2通入水玻璃中得硅酸沉淀 CSiO2是一种空间间立体网状结结构的晶体，熔点高、硬度大 D氢氢氟酸能雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶盛放氢氢氟酸 【例3】 答案 A Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自主探究精要解读实验探究 二氧化碳与二氧化硅都是酸性氧化物，都能与强碱 、