金识源专版高中化学 专题三 从矿物到基础材料 第三单元 含硅矿物与信息材料（第1课时）学案 苏教版必修1

第三单元 含硅矿物与信息材料（第1课时）硅酸盐矿物与硅酸盐产品【学习目标】1. 了解硅在自然界的存在形式,了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切联系。2. 掌握陶瓷、水泥、玻璃等重要的硅酸盐产品。【学习过程】1. 硅的存在：（1）在地壳中的含量仅次于 ，居于第 位；（2）在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态态存在的硅。如 、 等；（3）化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。2. 硅酸盐极其性质（1）硅酸盐组成的表示方法盐化学式法如:硅酸钠：Na2SiO3、硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。盐氧化物法如:锆石：_ 红柱石_镁橄榄石：_ 钙铝石榴子石_（2）硅酸盐的性质Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种,其它可溶性的硅酸盐还有_、_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_。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。3. 硅酸盐产品(查阅资料或者参观玻璃厂、水泥厂了解水泥和玻璃是如何生产的)（1）陶瓷：中国是瓷器之都,新石器时代就已经掌握了炼陶技术,陶瓷不仅广泛应用于生活,而且在电子工业,原子能工业,宇航事业等方面发挥越来越重要的作用。（2）水泥：建筑业中使用最普遍的基础材料。制造原料：_(主要成分_),_;主要设备：_生产条件：_(注意:生产过程中加入石膏的作用_)（3）玻璃：一种重要的工农业原料。制造原料：_,_,_;主要设备：_生产条件：_成分：_【知识梳理】一、 硅酸盐矿物、硅酸盐产品（传统材料） 1.硅酸盐的结构：（1） 硅酸盐的结构复杂，常用氧化物的形式表示比较方便。硅酸盐结构稳定，在自然界中稳定存在。（2）氧化物形式书写的规律：各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“”间隔。注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。2Na2SiO3的性质：Na2SiO3易溶于水，水溶液俗称“水玻璃”。化学性质：（1）水溶液呈碱性（用PH试纸测），通CO2有白色沉淀：Na2SiO3 + CO2 +2 H2O = Na2CO3 + H4SiO4（原硅酸，白色胶状沉淀），离子方程式：SiO32 CO2 +2 H2O CO32 H4SiO4。原硅酸不稳定，易失水成硅酸：H4SiO4 = H2SiO3 + H2O（硅酸在方程式中可代替原硅酸书写。）硅酸受热分解：H2SiO3 H2O + SiO2 ，原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸，酸性：H2CO3强于H4SiO4或H2SiO3。(2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀：Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3，离子方程式：SiO32 2H+ = H2SiO3.(3)硅酸和氢氧化钠反应：H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O.离子方程式：H2SiO3 2OH SiO32 2H2O 。3. 硅酸盐产品（传统材料）水泥: 生产原料：有黏士（主要成分为硅酸盐），石灰石。设备：水泥回转窑（高温煅烧）。石膏：调节水泥的硬化速率。普通玻璃:生产的原料：石英、纯碱、石灰石设备：玻璃熔炉（高温熔融）制玻璃的主要反应：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2.陶瓷:主要原料：粘土、石英砂【典题解悟】【例1】熔融烧碱应选用的器皿是（）A石英坩埚B普通玻璃坩埚C生铁坩埚D陶瓷坩埚解析：石英、普通玻璃、陶瓷中均含有SiO2，高温下，烧碱能与SiO2反应而使坩埚腐蚀：SiO22NaOHNa2SiO3H2O，铁在高温下不与NaOH反应。答案：C 点评：实验中选用器皿，既要考虑器皿材料的熔点，又要考虑材料与所盛物质之间能否反应。【例2】高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox（OH）y，其中x、y的数值分别是（）A7、2B5、4 C6、3 D3、6解析：解答此题涉及两个未知数x、y，但由化合价规则只能列出一个方程，因而本题要用解不定方程的知识。根据化合价规则，Al为3价，Si为4价，O为2价，OH为1价，则有2（3）2（4）x（2）y（1）0，化简得2xy14，将AD中x、y值代入，只有B项符合方程。答案：B 点评：由于该化合物中各元素无变价，很容易根据化合物中各元素（或原子团）化合价代数和为零建立不定方程。【例3】三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8nH2O改写成氧化物的形式为_，它中和胃酸（HCl）的化学方程式是_。解析：本题若直接写三硅酸镁与盐酸的反应，很多学生会感到无从入手或写错方程式。但若能将此硅酸盐改写成氧化物的形式，便可看出该反应可看作是判断碱性氧化物（MgO）、酸性氧化物（SiO2）能否与盐酸反应的问题。答案：2MgO3SiO2nH2O；2MgO3SiO2nH2O4HCl2MgCl23SiO2（n2）H2O。点评：解题依据是：碱性氧化物与酸反应生成盐和水，酸性氧化物不与酸（盐酸）反应。【当堂检测】【课堂练习1】给下列溶液中通入CO2气体，不可能产生沉淀的是 （ ） (A)氯化钙和硝酸钡的混合液 (B)稀的水玻璃(C)偏铝酸钠溶液 (D)碳酸钠饱和溶液【课堂练习2】在炼铁、制玻璃、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【课堂练习3】 应用带胶塞的玻璃试剂瓶保存的溶液是（ ）（A）烧碱 （B）硫酸钠溶液 （C）水玻璃 （D）浓硫酸【课堂练习4】 氮化铝（AlN）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成： Al2O3 + N2 + 3C 2AlN + 3CO下列叙述正确的是（ ） A在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3氧化剂B上述反应中每生成2molAlN，N失去6mol电子C氮化铝中氮元素的化合价为3 D氮化铝是铝合金中的一种【课堂练习5】下列物质属于纯净物的是 水玻璃 水泥 玻璃 漂白粉 胆矾 氯水 液氯 （ ）A. B. C. D. 【