高中化学(人教版)必修一教学课件：第四章 第一节 第2课时

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一、
硅酸盐的表示方法
知识精要 硅酸盐由于组成比较复杂,通常用二氧化硅和金属氧化物的组 合形式表示其组成。 1.书写形式 (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)氧化物之间用“·”隔开。 2.化学计量数 (1)配置原则:各元素的原子个数比符合原来的组成。 (2)若出现分数应化为整数。 例如:钠长石 NaAlSi3O8 不能写成 Na2O·Al2O3· 3SiO2,应写成 Na2O· Al2O3· 6SiO2。
(4)三种常见的硅酸盐产品: 硅酸盐产品 水泥 原料 石灰石、 黏土 纯碱、 石灰石、 石英砂 黏土 主要设备 主要成分 硅酸二钙 2CaO· SiO2 水泥回转窑 硅酸三钙 3CaO· SiO2 铝酸三钙 3CaO· Al2O3 玻璃窑 — Na2O· CaO· 6SiO2 —
玻璃 陶瓷
2.硅单质 (1)硅的同素异形体:硅有两种同素异形体,分别是晶体硅和无定 形硅。 (2)晶体硅是灰黑色、有金属光泽、脆而硬的固体,它的晶体结 构类似于金刚石,其熔点和沸点很高,硬度大,导电性介于导体和绝缘 体之间,是良好的半导体材料,广泛应用于电子工业。硅是人类将太 阳能转化为电能的常用材料。 (3)硅的用途: ①半导体材料,如硅芯片等。 ②新型能源,如光电池等。 3.特殊功能的含硅物质 (1)金刚砂(SiC)具有类似金刚石的结构,硬度很大,可用作砂纸、 砂轮磨料。 (2)硅钢(含 4%Si)具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯。 (3)硅橡胶,既耐高温又耐低温,用于制造火箭、导弹的零件。 (4)人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐),主要用 作吸附剂和催化剂。
答案: (1)2a=4+b (2)不能 若 a=2,则 b=0,与题意不符 (3)3MgO· 4SiO2· H2O (4)Mg2Si3O8· nH2O+4HCl 2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O
迁移应用 用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成,其中不正 确的是( ) A.钙沸石 Ca(Al2Si3O10)· 3H2O 表示为 CaO· Al2O3· 3SiO2· 3H2O B.镁橄榄石 Mg2SiO4 表示为 2MgO· 3SiO2 C.正长石 KAlSi3O8 表示为 K2O· Al2O3· 6SiO2 D.高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4 表示为 Al2O3· 2SiO2· 2H2O 解析: 用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成, 其通式为 aMxOy· bSiO2· cH2O。当金属有多种时,先写活泼金属的氧 化物;各氧化物化学式之间用“·”隔开;各氧化物前的计量数只能取整 数;写成氧化物后,原化学式中各元素的原子个数比应保持不变。 Mg2SiO4 应表示为 2MgO· SiO2,B 错误。
深度思考 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)硅是半导体材料,可用于制造光导纤维。( × ) (2)二氧化硅可作为光导纤维的材料。 ( (3)硅酸钠可以改写为 Na2O· SiO2,故硅酸钠是混合物。 ( (4)光导纤维是硅酸盐产品。 ( (5)玻璃是混合物,没有固定的熔点。 ( (6)硅是制造太阳能电池的常用材料。 (
答案: B
二、
硅的性质及其化合物的转化
知识精要 1.硅的性质及制取 (1)化学性质: ①常温下能与氟气、氢氟酸、强碱溶液等反应。 2F2+Si SiF4 Si+4HF SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑ ②加热或高温时能与氧气、氯气、碳等反应。 Si+O2 Si+2Cl2 Si+C SiO2 SiCl4 SiC
1 2 1 2
典题例解 【例 1】 已知某硅酸盐可表示为 MgaSi4O10(OH)b(其中 a、b 为 正整数),试回答: (1)a 与 b 应满足的关系是 (写表达式)。 (2)a 能否等于 2? (填“能”“不能”或“无法确定”),理由是 。 (3)a=3 的硅酸盐的表示式为 (以氧化物的形式表示)。 (4)三硅酸镁(Mg2Si3O8· nH2O)可用于治疗胃酸过多和胃溃疡,它 中和胃酸(HCl)的化学方程式是 。 解析: (1)由正、负化合价代数和等于 0,可得到 2a+4× 4+10× (-2)+b× (-1)=0, 即 2a=4+b。 (2)若 a=2,则 b=0,不符合题意。 (3)当 a=3 时,b=2,则化学式为 Mg3Si4O10(OH)2,可改写为 3MgO· 4SiO2· H2O。 (4)写化学方程式时,结合氧化物的形式,只需考虑 MgO 与 HCl 反应即可。
第 2 课时
硅酸盐和硅单质
目标导航
1.了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。 2.认识硅的性质、用途和制法。 3.了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。 1.了解硅单质的主要性质和用途。 2.了解 Na2SiO3 的主要性质。
激趣诱思
玉是在世界(尤其是东亚)各地区受到广泛欢迎的一种宝石,在 矿物学上玉分为硬玉和软玉。
预习导引
1.硅酸盐 (1)硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,硅酸盐 是一大类结构复杂的固态物质,大多不溶于水,化学性质很稳定,通常 用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。 (2)用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成。 ①硅酸钠(Na2SiO3):Na2O· SiO2。 ②硅酸钙(CaSiO3):CaO· SiO2。 ③高岭石[Al2Si2O5(OH)4]:Al2O3· 2SiO2· 2H2O。 ④钠长石(NaAlSi3O8):Na2O· Al2O3· 6SiO2。 (3)硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,可用于制备硅胶、木材防火剂 及黏胶剂等。
硬玉是指产于缅甸的翡翠,它是由矿物学上的辉石族矿物所组 成的集合体,主要成分为 NaAlSi2O6,硬度大于 6 度。软玉是一种具有 链状结构的含水钙镁硅酸盐,是由矿物学上的角闪石族矿物透闪石 ——阳起石系列矿物所组成的集合体。软玉的硬度一般为 5.6~6.5 度,呈不透明或半透明状,按颜色分为白玉、黄玉、青玉、碧玉、墨 玉、花玉和糖玉。 玉都属于硅酸盐吗?