高中化学第4章材料家族中元素第1节硅无机非金属材料(第2课时)教学设计1化学教案

第4章资料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第2课时【教课目的】使学生对硅酸盐工业及一些产品和新式无机非金属资料有大概印象。使学生认识到化学在社会、生活、生产、科学技术中的重要作用。用科学的巧妙和威力激发学生学习化学的兴趣。经过介绍我国资料科学发展的成就，对学生进行爱国主义教育。经过社会及科学技术的发展对新式资料的要求，培育学生的社会责任感。【教课过程】硅酸盐资料主要包含水泥、玻璃、陶瓷等。第一我们就来学习有关水泥的知识。请同学们阅读有关的类容，概括、总结水泥的性质。一、硅酸盐与无机非金属资料1．硅酸盐硅酸盐在自然界中的存在硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分，自然界中存在的各样天然硅酸盐矿石，约占地壳的5％，黏土的主要成分也是硅酸盐。粘土的种类好多，常有的有高岭土和一般黏土，前者含杂质较少，后者含杂质许多。硅酸盐构成的表示方法硅酸盐的种类好多，构造复杂，不论是天然的仍是人工制成的硅酸盐，其构成的表示方法有两种。①化学式法：一般用于构成较简单的硅酸盐。如：硅酸钠Na2SiO3；硅酸钙Ca2SiO3②氧化物法：常用的表示方法。如：镁橄榄石(MgSiO)2MgO·SiO224高岭石〔Al2(Si2O5)(OH)4〕Al2O3·2SiO2·2H2O正长石(2KAlSiO)KO·AlO·6SiO382232说明：用氧化物的形式表示硅酸盐的构成时，各氧化物的摆列次序为：较开朗金属氧化物→较不开朗金属氧化物→二氧化硅→水硅酸钠硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，它是一种矿物胶，拥有粘合性。2．无机非金属资料传统无机非金属资料①玻璃原料：生产一般玻璃的主要原料是纯碱

(Na2CO3)，石灰石

(CaCO3)和石英(SiO2)。主要设施：玻璃熔炉反响原理：将粉碎混匀的原料增强热使之融化，发生复杂的物理化学变化，冷却即成玻璃。此中主要化学反响是：CaCO+SiO2高温CaSiO3+CO2↑3Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑主要成分：制造玻璃的原猜中，石英是过度的，所以，一般玻璃是CaSiO3，Na2SiO3和SiO2融化在一同获得的物质，其物质的量之比为1：1：4，所以玻璃可表示为：Na2O·CaO·6SiO2。主要性质：硬而脆，受热时在必定温度范围内渐渐融化，没有必定的熔点，故作玻璃态物质，耐酸腐化(HF除外)。②水泥一般水泥的主要成分为硅酸三钙(3CaO·SiO2)，硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)等。水泥的特色是水泥拥有水硬性，与水搀和搅拌并静置后，很简单凝结变硬。混凝土是指水泥、沙子和碎石的混淆物，混凝土常用钢筋作构造，这就是往常所说的钢筋混凝土。新式无机非金属资料类型示例特征用途高温结氮化硅陶瓷硬度极高，耐磨损，耐高温，抗腐化，抗氧汽轮机叶片、轴承、发动机零件、构陶瓷化能力强，电绝缘性好永远性模具碳化硅陶瓷硬度仅次于金刚石，耐高温，且在室温下能电热元件导电生物氧化铝陶瓷强度高，耐磨，无毒，不溶于水，对人体组人造牙齿、人造骨骼陶瓷氧化锆陶瓷织有较好的适应性，可直接植于人体压电钛酸钡陶瓷可将极其轻微的机械振动变换成信号声呐系统、气象检测、遥控环境陶瓷钛酸铅陶瓷保护、家用电器、压电地震仪二、【联想·发散】硅及其化合物的特别性：(1)硅的复原性比碳强，而碳在高温下能从二氧化硅中复原出硅。(2)非金属单质与强碱溶液反响一般不生成氢气，而硅与氢氧化钠等强碱溶液反响产生氢气。(3)非金属单质一般不与非氧化性酸反响，而硅不只与氢氟酸反响，并且有氢气生成。(4)酸性氧化物一般不与酸发生复分解反响，而二氧化硅却能与氢氟酸反响，生成四氟化硅和水。(5)无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。(6)在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸强，二氧化碳与硅酸钠反响生成碳酸钠和硅酸积淀．在高温下碳酸钠与二氧化硅反响生成硅酸钠和二氧化碳，其原由是在高温条件下，生成的二氧化碳走开反响系统而使反响进行究竟。三、[联想怀疑]（展现高压钠灯）高压钠灯的外罩是玻璃。里面的灯管是氧化铝陶瓷，又叫人造刚玉，是一种高温构造陶瓷。高温构造陶瓷是新型无机非金属资猜中的一类。为何高压钠灯的灯管要用氧化铝陶瓷来制造呢？因为：灯内温度高达1400℃，钠蒸气拥有激烈的腐化（复原）作用，一般的资料难于抵抗钠蒸气激烈腐化。钠蒸气放电发光问题虽早在1950年就得以解决，但直到1965年发现用氧化铝陶瓷来制造高压钠灯的灯管，才能抵抗钠蒸气的激烈腐化，进而制出第一支高压钠灯。由此说明资料对科技发展的巨大影响。四、检测题1.以下对于水玻璃的性质和用途的表达中不正确的选项是( )A．水玻璃是一种矿物胶，既不焚烧也不受腐化B．在建筑工业上能够作黏合剂、耐酸水泥掺料C．木材、织物浸过水玻璃后，拥有防腐化性能且不易焚烧D．水玻璃的化学性质稳固，在空气中不易变质2.资料与化学亲密有关，下表中对应关系错误的选项是( )资料主要化学成分A刚玉、金刚石三氧化二铝B大理石、石灰石碳酸钙C一般水泥、一般玻璃硅酸盐D沙子、石英二氧化硅3..以下变化，不可以一步实现的是()A．Na2SiO3→H2SiO3B．H2SiO3→SiO2C．SiO2→H2SiO3D．SiO2→Na2SiO34.化学与生产、生活亲密有关，以下说法错误的选项是（）发酵粉中含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点松散多孔木材、纺织品浸过水玻璃后，拥有防腐性能且不易焚烧二氧化硅是一种半导体资料，常用于制造光导纤维铁红颜料与某些油料混淆，能够制成防锈油漆以下说法不正确的选项是( )漂白粉在空气中易变质，所以应密封保留工业上可用铁制容器寄存浓硫酸液氯可储藏在钢瓶中，便于运输和使用硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，可保留在带玻璃塞的细口瓶中6.在以下图所示的物质互相转变关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。据此填空。写出各物质的化学式：A：______、B：______、C：__________、D：__________、E：____________、F：______。(2)B与a溶液反响的离子方程式是___________________________________；(3)A与a溶液反响的离子方程式是____________________________________。某科研小组，用含有少许的CaO和Fe2O3的高岭土(主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O)试验新式的净水剂。试验程序以下：已知：Al2O3与纯碱反响的产物是Na[Al(OH)4]和CO2。试回答以下问题：写出混淆物A、B、滤液C、积淀D的主要成分：A．___________；B.___________；C.________D.__________。

____；写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式_____________________________，______________________________________；积淀D的化学式是________，生成该积淀的离子方程式为__________；该试验中，熔融高岭土能够采用的坩埚有______。A．玻璃坩埚B．瓷坩埚C．氧化铝坩埚D．铁坩埚参照答案【分析】Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，是一种矿物胶，往常用作耐火资料，硅酸的酸性比碳酸弱，所以在空气中易变质生成硅酸：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，故D不正确。【答案】D【分析】刚玉的成分是Al2O3，金刚石的成分是C；大理石、石灰石的成分均是CaCO3；一般玻璃和一般水泥均是硅酸盐产品；沙子、石英的成分是二氧化硅。【答案】A【分析】C项因为SiO2既不溶于水也不与水反响，故不可以一步实现。【答案】C【分析】A．碳酸氢钠易与酸或在加热条件下生成二氧化碳气体，使焙制出的糕点松散多孔，故A正确；B．硅酸钠水溶液为水玻璃，拥有防腐性能，不易焚烧，常用作木材、纺织品防腐剂，防火剂，故B正确；C．二氧化硅不导电，不是半导体资料，常用于制造光导纤维，故C错误；D．氧化铁为红棕色固体，能够用于制造红色油漆和涂料，故D正确；答案是C。【答案】C【分析】A．漂白粉中的次氯酸钙与空气中二氧化碳反响生成不稳固的次氯酸，在空气中易无效，应隔断空气密封保留，并搁置在干燥避光的环境中，故A正确；B．常温下铁在浓硫酸中发生钝化，表面形成一薄层致密氧化物薄膜阻挡反响进行，工业上可用铁质容器寄存浓硫酸，故B正确；C．常温下氯气和铁不可以发生反响，液氯可储藏在钢瓶中，便于运输和使用，故C正确；D．硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，是矿物胶玻璃塞和瓶口易被粘结不简单打开，故D错误；应选D。【答案】D【分析】此题“打破口”是C中加入过度HCl产生不溶于盐酸的白色积淀，推知E可能是硅酸。A可能是Si，代入题目考证，B为SiO2，能与Si和SiO2反响的溶液可能为HF溶液或NaOH溶液，联合题目知a溶液为NaOH溶液，C为NaSiO，D为HO，F为H。2322【答案】(1)SiSiO2Na2SiO3H2OH2SiO3H2(2)SiO－2－＋HO(3)Si－2－＋2＋2OH===SiO＋2OH＋HO===SiO32232H2↑7.【分析】将土样和纯碱混匀，加热熔融时，土样中的Al2O3和SiO2将与纯碱发生反响，生成偏铝酸盐和硅酸盐，并溶于水中；而CaO、Fe2O3不与纯碱反响而成为残渣。滤液中的偏铝酸盐和硅酸盐