高中化学 第4章 元素与材料世界 第1节 硅 无机非金属材料 4.1.2 硅酸盐与无机非金属材料课件 鲁科版必修1.ppt

第2课时硅酸盐与无机非金属材料 第4章第1节硅无机非金属材料 学习目标定位1 知道硅酸和硅酸盐的主要性质 会用氧化物形式表示硅酸盐的组成 2 知道传统的硅酸盐制品和一些新型无机非金属材料在生产 生活中的主要应用 3 体会组成材料的物质的性质与材料性能的密切关系 内容索引 新知导学 新知探究点点落实 达标检测 当堂检测巩固反馈 新知导学 1 下列含硅物质 硅酸钙 casio3 钾云母 k2al6si6h4o24 石棉 camg3si4o12 它们在组成上的相同点是 共同的物质类别是 它们种类繁多 结构复杂 组成各异 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成 如硅酸钙 casio3 可表示为cao sio2 钾云母可表示为 石棉可表示为 一 硅酸硅酸盐 都是由硅 氧和金属元素组成 的化合物 硅酸盐 k2o 3al2o3 6sio2 2h2o cao 3mgo 4sio2 2 硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质 大多溶于水 化学性质稳定 最简单的硅酸盐是硅酸钠 是一种白色固体 能溶于水 其水溶液俗称 1 若取两个小木条 或滤纸条 分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中浸泡 取出稍沥干后 同时分别放置在酒精灯外焰处 观察到的现象是 由此可得出的实验结论是 不 很 水玻璃 水浸泡的木条燃烧 用硅酸钠饱和溶液浸泡的木条不燃烧 用蒸馏 硅酸钠耐高温 不能燃烧 2 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 3 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 溶液变为红色 色 有白色胶状沉淀生成 溶液由红色变为无 na2sio3 2hcl h2sio3 2nacl 有白色胶 状沉淀生成 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 3 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 3 实验室制取硅酸的方法是 h2sio3h2o sio2 2naoh h2sio3 na2sio3 2h2o 可溶性硅酸盐与酸反应 相关视频 1 硅酸盐的概念 由硅 氧和金属组成的化合物的总称 2 用氧化物形式表示硅酸盐的方法 1 各氧化物的书写顺序 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 3 硅酸钠不易腐蚀 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 2h h2sio3 硅酸钠水溶液俗称水玻璃 是一种矿物胶 在空气中露置易变质 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 4 硅酸 h2sio3 是一种难溶于水的白色胶状物 具有不稳定性 弱酸性 硅酸失去部分水后得硅胶 由二氧化硅制备硅酸需先加氢氧化钠溶液 再加稀盐酸或通入过量二氧化碳 1 矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的 此处所指的风化作用是指矿物与水和co2同时作用的过程 例如钾长石 kalsi3o8 风化生成高岭土 al2si2o5 oh 4 此时反应的离子方程式为2kalsi3o8 2h2co3 5h2o 2k 2hco 4h2sio3 al2si2o5 oh 4 1 将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式 kalsi3o8 al2si2o5 oh 4 k2o al2o3 6sio2al2o3 2sio2 2h2o 答案 解析 解析本题是以岩石风化为背景考查了硅酸盐的性质 是改写成氧化物的形式 要符合化合价不变 原子个数比不变两个原则 按照活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 h2o的顺序书写 2 上述反应能够发生的原因是 答案 解析 易错警示 h2co3的酸性比h2sio3的酸性强 解析分析反应前后物质的种类 可知该反应属于酸与盐发生的复分解反应 由于h2co3酸性强于h2sio3 发生了较强酸制较弱酸的反应 易错警示 1 由于硅酸盐的组成复杂 用氧化物表示其组成只是为了简化硅酸盐组成的表示 不能理解为硅酸盐以氧化物的形式存在 2 用氧化物表示硅酸盐组成时 根据原子守恒改写成氧化物时 氧化物前的数字若出现分数 则在氧化物前面按化学式中的比例化为整数添加数字 3 硅酸盐除硅酸钠 硅酸钾易溶于水 其他都难溶于水 写离子方程式时注意除硅酸钠和硅酸钾外 硅酸盐一般写其化学式 1 传统无机非金属材料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 也是使用量最大的传统无机非金属材料 二 无机非金属材料 1 阅读教材填写下表 石灰石 黏土 纯碱 石灰石 石英 黏土 na2co3 sio2 na2sio3 co2 caco3 sio2casio3 co2 熔 沸点 水硬性 2 硅酸盐产品水泥与陶瓷的共同原料是 水泥与玻璃的共同原料是 3 人类应用最早的硅酸盐材料是 它是以等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品 主要有陶器 瓷器 黏土 石灰石 陶瓷 黏土 2 新型无机非金属材料常见的新型无机非金属材料有 高温结构陶瓷 生物陶瓷 压电陶瓷等 新型无机非金属材料具有一些特殊的结构 特殊的功能 1 无机非金属材料是相对于由有机物组成的材料而言的 它大多由非金属元素组成的无机物组成 可分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料 2 以含硅物质为原料经加热制成的产品 称硅酸盐材料 日常生活中经常接触的硅酸盐制品有水泥 玻璃 陶瓷 硅酸盐材料生产的特点 1 用含硅的物质作原料 2 反应条件是高温 3 反应原理复杂 有复杂的物理 化学变化 4 生成物是硅酸盐 解析 拓展延伸 2 下列说法中正确的是a 制造水泥和普通玻璃的原料中都含有石灰石b 普通玻璃是绝缘体 这种透明的固体物质熔点很低c 石英玻璃能经受温度剧变且能抵抗强碱的腐蚀d 硅酸盐可用氧化物形式表示其组成 这表明硅酸盐是由氧化物组成的 答案 解析玻璃是混合物 无固定熔点 b项错误 石英玻璃的主要成分是sio2 不耐碱腐蚀 c项错误 虽然硅酸盐用氧化物形式表示 但不代表硅酸盐由氧化物组成 它仍以结构复杂的盐的形式存在 d项错误 拓展延伸 拓展延伸钢化玻璃与普通玻离成分相同 没有固定熔 沸点 普通玻璃高温下会软化 石英玻璃能经受高温 高温灼烧氢氧化钠不能使用石英坩埚 3 有下列物品或设备 陶瓷餐具 砖瓦 水泥路桥 门窗玻璃 水晶镜片 石英钟表 玛瑙手镯 硅太阳能电池 石英光导纤维 计算机芯片 1 用到硅单质的是 解析硅电池 计算机芯片的原料是硅单质 即 答案 解析 答案 解析 易错警示 2 所用材料为sio2或要用到sio2的是 3 所用材料为硅酸盐的是 解析所用材料为sio2或要用到sio2的是门窗玻璃 水晶 石英钟表 玛瑙 石英光导纤维 即 解析陶瓷 砖瓦 水泥 玻璃的成分是硅酸盐 即 易错警示玛瑙 水晶 石英成分主要是二氧化硅 玻璃 水泥 陶瓷均为硅酸盐材料 且不溶于水 硅用于做硅太阳能电池和硅芯片 二氧化硅用于做光导纤维 不能理解为二氧化硅具有导电性 4 下列哪些材料是新型无机非金属材料 氧化铝陶瓷 氮化硅陶瓷 碳化硅陶瓷 氮化铝陶瓷 氮化钛陶瓷 硅化硼陶瓷 二硅化铜陶瓷a b c d 全部都是 答案 易错警示 易错警示新型无机非金属材料不一定含有硅元素 传统无机非金属材料一般为硅酸盐产品 学习小结 达标检测 解析可根据各元素的化合价 be 2价 al 3价 si 4价 o 2价 以各元素化合价的代数和为零得方程 2 n 3 2 4 6 2 18 0 解得n 3 1 2 3 4 5 6 答案 解析 1 祖母绿宝石的主要成分为benal2si6o18 也可以用sio2和金属氧化物的形式表示 已知be为 2价 则n为a 1b 2c 3d 4 1 2 3 4 5 6 答案 解析a项 说明sio2为酸性氧化物 b项 说明h2sio3不稳定 c项 由 强酸制弱酸 可知酸性 h2co3 h2sio3 即h2sio3为弱酸 解析 2 下列反应能证明h2sio3是一种弱酸的是a sio2 2naoh na2sio3 h2ob h2sio3sio2 h2oc na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3d sio2 caco3casio3 co2 1 2 3 4 5 6 解析传统无机非金属材料的主要成分是硅酸盐 新型无机非金属材料是一些具有特殊组成 特殊结构 特殊功能的材料 答案 解析 3 下列说法不正确的是a 新型无机非金属材料主要包括高温结构陶瓷 生物陶瓷 压电陶瓷等b 新型无机非金属材料具有特殊的结构和性能c 高温结构材料具有耐高温 耐酸碱腐蚀 硬度大 耐磨损等优点d 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 1 2 3 4 5 6 解析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项错误 普通玻璃的主要成分是na2sio3 casio3和sio2 是混合物 没有固定的熔点 b项正确 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项错误 制取水泥和玻璃的原料中均有石灰石 石灰石中不含有硅元素 d项错误 答案 解析 4 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元素 5 露置于空气中一段时间后的水玻璃会变浑浊 向此浑浊溶液中加入稀盐酸 会生成白色沉淀 同时伴随有气泡产生 用离子方程式解释产生上述现象的原因 1 溶液变浑浊 2 生成白色沉淀 3 产生气泡 1 2 3 4 5 6 答案 解析 1 2 3 4 5 6 1 a是 b是 d是 1 2 3 4 5 6 答案 解析 sio2na2sio3h2sio3 6 已知a是一种不溶于水的固体非金属氧化物