硅酸盐材料【一课一优】课件高一下学期化学人教版

课时1硅酸盐材料第三节无机非金属材料硅酸盐01传统无机硅酸盐02课标要求1.

了解硅酸盐的组成特点，掌握用氧化物形式表示复杂硅酸盐组

成的方法，知道硅酸钠的主要性质与用途。2.

识记陶瓷、玻璃、水泥三种传统硅酸盐材料的主要原料、生产

原理及核心成分。3.

能结合实例说明硅酸盐材料的性能与应用的关系，区分常见硅

酸盐材料的特性差异。【知识目标】课标要求【素养目标】1.

宏观辨识与微观探析：从硅氧四面体结构角度分析硅酸盐的稳定

性，建立“微观结构—宏观性质”的关联认知。2.

证据推理与模型认知：通过硅酸盐材料的组成与用途，构建“组

成—性质—应用”的化学思维模型，推理材料性能的决定因素。3.

科学态度与社会责任：认识传统硅酸盐材料对人类文明的贡献，

关注硅酸盐工业的绿色发展，树立资源合理利用与环保意识。

许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用材料除了金属材料，还有无机非金属材料等新课导入

随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生，成为航空、航天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。(如石墨烯、碳纤维等）新课导入知识导航材料分类无机非金属材料金属材料：包含纯金属和合金有机高分子材料传统硅酸盐材料：如玻璃、陶瓷、

水泥新型无机非金属材料：硅和二氧化硅、新型陶瓷、碳纤维等复合材料无机非金属材料由什么物质组成？有什么性质？新课导入PART01硅酸盐

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用材料除了金属材料，还有无机非金属材料等。一、硅酸盐定义：硅酸盐一般结构复杂，存在于地壳、岩石中存在：由金属、硅、氧等元素形成的盐硅酸盐一、硅酸盐1.硅酸盐表示方法(1)用盐的化学式表示，如Na2SiO3、CaSiO3(2)因矿物成分复杂，多用氧化物的形式表示，如Na2O•SiO2、CaO•SiO2①书写顺序：a活泼金属氧化物·b较活泼金属氧化物·cSiO2·dH2O②计量数以整数书写，氧化物之间用小点隔开③元素化合价不变、原子比例不变

典例.长石（KAlSi3O8）、高岭土[Al2Si2O5(OH)4]如何用氧化物形式表示？

K2O·Al2O3·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练

请将下列硅酸盐改写为氧化物形式

硅酸钠Na2SiO3

表示：

镁橄榄石

Mg2SiO4 表示：高岭石

Al2Si2O5(OH)4

表示：正长石

KAlSi3O8

表示：钾云母(KH2Al3Si3O12)

表示：

K2O·Al2O3·6SiO2K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2ONa2O·SiO22MgO·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O一、硅酸盐1.硅酸盐

在硅酸盐中，Si和0构成了硅氧四面体，其结构如图5-18所示。每个Si结合4个O，Si在中心，0在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。硅氧四面体结构的特性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。一、硅酸盐硅酸盐性质大多硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等有例外：Na2SiO3一、硅酸盐最简单的硅酸盐——Na2SiO3物理性质:俗称泡花碱，白色固体，可溶于水，水溶液俗称水玻璃，

是一种矿物胶，有很强的黏合性。一、硅酸盐硅酸——H2SiO3H2SiO3是一种很弱的酸，酸性比H2CO3弱，溶解度很小，不稳定，受热易分解。H2SiO3H2O+SiO2食品、药品的干燥剂催化剂的载体硅酸聚合硅酸凝胶干燥脱水硅酸干凝胶“硅胶”硅胶的用途【交流讨论】如何证明酸性盐酸>碳酸>硅酸？ABCDA：Na2CO3/NaHCO3B:HClC:饱和NaHCO3D:Na2SiO3PART02传统无机硅酸盐china和China旧石器时代陶器距今将近2万年新石器时代陶器距今约1万年春秋战国原始瓷距今约2千多年二、传统无机硅酸盐——陶瓷陶瓷的发展史陶瓷史的第一个高峰唐朝（南青、北白、唐三彩）：越窑青瓷刑窑白瓷唐三彩宋朝（汝、哥、官、均、定）：二、传统无机硅酸盐——陶瓷二、传统无机硅酸盐——陶瓷陶瓷的发展史似真似幻元青花雍正素雅单色瓶乾隆各色双耳瓶二、传统无机硅酸盐——陶瓷原料：黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、

绝缘、易成型等许多优点应用：生产建筑材料、绝缘材料、

日用器皿、卫生洁具等二、传统无机硅酸盐——玻璃原料：主要成分：应用：纯碱、石灰石和石英砂Na2SiO3、CaSiO3、SiO2生产建筑材料、光学仪器、制造玻璃纤维用于高强度复合材料等制造玻璃主要反应：SiO2+Na2CO3

==

Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2↑固体物质在高温下产生气体使反应发生，与酸性无关。高温高温【交流讨论】钢化玻璃也是传统无机非金属材料吗？和普通玻璃成分一样吗？钢化玻璃二、传统无机硅酸盐——玻璃有色玻璃：加金属氧化物或者盐。常用于建筑和装饰着色剂玻璃颜色MnO2紫色CoO、Co2O3紫红色FeO、K2Cr2O7绿色CdS、Fe2O3

、Sb2S3黄色AuCl

、

Cu2O红色CuO、MnO2

、Fe3O4黑色思考：家中常用的玻璃为什么微微带绿色？制造玻璃的原料里含有二价铁离子杂质带来的绿色，自然界的砂子、石灰石以及纯碱，或多或少总会有一些铁的化合物。图5-21金属氧化物可以使玻璃呈现不同的颜色加入元素或物质玻璃特性用途含铅原料光学玻璃:透光性好，折射率高制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜硼酸盐耐化学腐蚀、耐温度急剧变化制造可用于实验室使用的玻璃仪器金属氧化物或盐彩色玻璃用于建筑和装饰特种玻璃

（Co2O3、CuO）二、传统无机硅酸盐——玻璃特种玻璃

二、传统无机硅酸盐——玻璃种类加工处理特性用途钢化玻璃普通玻璃加热软化，然后急速冷却耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材、微波通讯器材;汽车、火车窗玻璃等光学玻璃加铅(Pb)透光性好，折射率高眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器含硼玻璃加硼酸盐耐化学腐蚀、耐温度急剧变化制用于实验室使用的玻璃仪器玻璃纤维硅酸盐类混合物耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢等【交流讨论】1.钢化玻璃与普通玻璃成分是否相同？2.石英玻璃、有机玻璃与普通玻璃成分是否相同？相同不同①石英玻璃主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐材料②有机玻璃：缩写为PMMA，化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸酯聚合成的有机高分子化合物，是一种有机高分子材料。有机玻璃又叫明胶玻璃、亚克力

请同学们分组探讨制造水泥的主要原料是什么？二、传统无机硅酸盐——水泥二、传统无机硅酸盐——水泥原料：条件：石膏的作用：高温煅烧调节水泥硬化速率黏土和石灰石二、传统无机硅酸盐——归纳提升产品原料主要成分及反应应用陶瓷_______(含水的铝硅酸盐)玻璃水泥黏土生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）普通玻璃：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，制造玻璃纤维用于高强度复合材料黏土和石灰石以及其他辅料大量用于建筑和水利工程Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑高温高温化学与生活弗里茨·哈伯第一个从空气中制造出氨的科学家，加速了世界农业的发展，因此获得1918年诺贝尔化学奖。航空航天高铁运输通信工程随着科学技术的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系，一系列新型无机非金属材料相继问世。其中有一些是高纯度的含硅元素的材料，如单质硅、二氧化硅等，具有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料；还有一些含有碳、氮等其他元素，在航天、能源和医疗等领域有着广泛的应用。3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练C1.随着科学技术的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系。下列物质中不属于硅酸盐材料的是（

）A.水泥

B.普通玻璃C.石墨烯

D.陶瓷3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练A2.陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成C.陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐D.陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点无机非金属

材料硅酸盐传统无机非金属材料陶瓷：原料、用途

玻璃：原料、设备、原理、用途水泥：原料、设备存在：岩石组成：金属元素，硅和氧元素

表示：X金属氧化物•YSiO2•ZH2O硅酸钠：可溶性硅酸盐，俗称泡花碱，水溶液称为水玻璃，用于粘合剂，阻燃剂【课堂小结】3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练1.判断正误(1)玻璃纤维是有机物(

)(2)硅酸盐结构较为复杂，大多不溶于水，化学性质很稳定(

)(3)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合(

)(4)水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土(

)(5)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行(

)(6)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化(

)×√√√√√3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练D2.下列有关说法不正确的是(

)A.从组成上看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素,如陶瓷、玻璃B.硅酸盐制品的性质稳定，熔点较高、耐腐蚀C.硅酸钠(Na2SiO3)是最常见的硅酸盐，用氧化物的形式可表示为Na2O·SiO2D.生产水泥和普通玻璃的每一种原料都含有硅元素3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练B3.下列关于硅酸的说法正确的是（）A．硅酸可以通过SiO