第三单元　含硅矿物与信息材料 (2).docx

第三单元含硅矿物与信息材料预 习 梳 理 教学目标1. 知道硅元素在自然界的主要存在形态。2. 通过实验,让学生探究硅酸钠溶液的性质。3. 了解常见的几种硅酸盐产品(玻璃、水泥、陶瓷)的原料和应用。 学习任务1. 知道硅元素在自然界的主要存在形态。2. 了解常见的几种硅酸盐产品(玻璃、水泥、陶瓷)的原料和应用。3. 知道硅、二氧化硅的简单性质与重要用途。4. 了解高纯硅的制备方法。 学习准备(见学生用书课堂本第36页)1. 硅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、Na2SiO3等。导 学 过 程 课堂导入案例硅在地壳中分布广泛,也是人类接触最早的元素之一。从燧石取火到当今的单晶硅、光纤等高科技材料,人类对硅的认识从来就没有停止过。人们最初接触的传统硅酸盐产品是陶瓷、砖瓦、水泥和玻璃。 知识建构(见学生用书课堂本第36页)问题1硅酸盐组成的表示方法。(1) 化学式法组成较简单的硅酸盐一般用化学式直接表示组成,如硅酸钠Na2SiO3、硅酸钙CaSiO3等。(填化学式)(2) 氧化物法组成相对复杂的硅酸盐,用氧化物的形式表示其组成。如: 青石棉化学式为Na2Fe5Si8H2O24 ,氧化物形式为Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O;正长石化学式为KAlSi3O8 ,氧化物形式为K2OAl2O36SiO2。重难点突破 硅酸盐改写成氧化物形式的规律如下: (1) 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。(2) 氧化物之间以“”隔开。(3) 氧化物前的化学计量数配置原则: 各元素原子总个数比符合原来的组成。(4) 化学计量数配置出现分数应化为整数。(5) 各元素化合价保持不变。(6) 变价元素按“先低价后高价”的规律书写。问题2常见的几种硅酸盐产品(玻璃、水泥、陶瓷)的原料、设备和生产条件各是什么?填写下表。 产品玻璃水泥陶瓷原料纯碱、石灰石、石英黏土、石灰石黏土设备和生产条件水泥回转窑、高温煅烧玻璃熔炉、高温熔融问题3二氧化硅与碱性氧化物、强碱可以反应吗?如果可以,写成化学方程式。答案在常温下,SiO2与强碱溶液反应,生成硅酸盐。例如,SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。在高温下,SiO2能与碱性氧化物反应生成盐。例如,SiO2与CaO反应的化学方程式为SiO2+CaOCaSiO3。重难点突破 SiO2属于酸性氧化物,能与热的浓碱或熔融碱或碳酸钠等反应生成硅酸盐。它也可以与氢氟酸反应,但生成的是SiF4和H2O,而不是盐和水,所以不能把SiO2错误地看成是两性氧化物。问题4探究硅酸钠溶液的酸碱性以及HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,填写下表。实验序号实 验 操 作实 验 现 象结论或化学方程式1在Na2SiO3溶液中滴入2滴酚酞溶液变红Na2SiO3溶液显碱性2在Na2SiO3溶液中通入CO2变浑浊后呈凝胶状酸性: H2SiO3H2CO33在Na2SiO3溶液中滴入稀盐酸变浑浊后呈凝胶状酸性: H2SiO3HCl4在Na2CO3溶液中滴入稀盐酸有气体放出酸性: H2CO3HCl重难点突破 比较HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱可以利用下图进行实验。问题5高纯硅是如何制备的?答案高纯硅的制备主要分为两个阶段: (1) 粗硅的制取,化学方程式为SiO2+2C Si(粗)+2CO。(2) 粗硅转变为纯硅。 粗硅与Cl2反应: Si(粗)+2Cl2 SiCl4; 用H2还原SiCl4得到纯硅: SiCl4+2H2 Si(纯)+4HCl。重难点突破 SiO2的化学性质稳定,在高温下也不能被H2还原,只能被镁、铝、碳等还原。学 以 致 用(见学生用书课堂本第3637页)1. 下列属于硅酸盐产品的是(D) 水泥 玻璃 陶瓷 水晶A. B. C. D. 解析水泥、玻璃、陶瓷均为硅酸盐产品。而水晶是自然界中较纯净的石英(SiO2)晶体。2. 下列关于水玻璃的性质和用途的叙述,不正确的是(D)A. 它是一种矿物胶,既不能燃烧,也不受腐蚀B. 建筑工业上可作黏合剂、耐酸水泥掺料C. 木材、织物浸过水玻璃后,具有防腐性能且能防火D. 水玻璃即是Na2SiO3,是一种纯净物解析水玻璃是硅酸钠的水溶液,属于混合物。3. 下列说法错误的是(C)A. 向水玻璃中滴加盐酸的反应: SiO32-+2H+H2SiO3B. 向水玻璃中通入CO2: Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3C. 长石(KAlSi3O8)用氧化物表示其组成: K2OAl2O33SiO2D. 水玻璃可用作木材防火剂解析C中应为K2OAl2O36SiO2。4. 下列关于SiO2和CO2的说法中,正确的是(A)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SiO2不能与水反应;SiO2是酸性氧化物,不能与酸反应生成盐和水;SiO2是由原子组成的。5. 从石英沙制取硅并获得高纯硅的主要化学反应如下: SiO2+2C Si(粗)+2CO Si(粗)+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2 Si(纯)+4HCl下列关于上述反应的分析,不正确的是(D)A. 是置换反应,是化合反应B. 高温下,焦炭与氢气的还原性均强于硅C. 任一反应中,每消耗或生成28 g硅,均转移4 mol电子D. 高温下将石英沙、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅解析高纯硅的制备主要分为两个阶段,第一个阶段是获取粗硅,第二个阶段是制取高纯硅。6. 在常温下,硅的化学性质不活泼,加热时可以与一些非金属及其他物质反应。下列物质在一定条件下能与硅单质反应的有。 F2 HF NaOH O2 Cl2 C CO CaO解析反应的化学方程式分别为 Si+2F2SiF4、 Si+4HFSiF4+2H2、 Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2、 Si+O2SiO2、 Si+2Cl2SiCl4、 Si+CSiC。7. A、B、C、D、E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如下图所示,A元素在地壳中的含量仅次于氧。请回答