(苏教版)中化学必修一同课异构课件：3.3含硅矿物与信息材料【A案】
合集下载
高中化学3.3含硅矿物与信息材料课件苏教版必修1ppt版本
[自我诊断] 判断下列说法正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)二氧化硅可用于制造光导纤维，是因为二氧化硅具有良好的导电性。(×) (2)因为玻璃中含有 SiO2，所以保存 NaOH 溶液时不能使用玻璃瓶。(×) (3)硅是重要的半导体材料，可从自然界中直接获得硅。(×) (4)水晶的主要成分是硅，芯片的主要成分是二氧化硅。(×)
解析： 解题的突破口是 1～18 号元素的单质 A 与 NaOH 溶液反应生成氢 气 C，此元素可能是 Al 或 Si，而产生的化合物乙与过量盐酸反应生成的化合物 丁能失去化合物丙生成化合物甲，则进一步推断出 A 单质只能是 Si。又由于单 质 A 和化合物甲都能跟 NaOH 溶液反应，都生成化合物乙(Na2SiO3)，只不过 A 的另一种产物是氢气，而化合物甲的另一种产物为化合物丙，丙又可通过氢气 与单质 B 反应生成，故单质 B 为 O2，甲为 SiO2，乙为 Na2SiO3，丙为 H2O，丁 为 H2SiO3。
原理是一系列复杂的物理、化学变化
A．①③
B．①②③
C．①③④
D．①②③④
答案： D
二氧化硅与信息材料 1．二氧化硅 (1)存在：沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。 (2)结构。
(3)物理性质：熔点__高___、硬度__大___、难溶于水。 (4)化学性质：SiO2 的化学性质稳定，不与水、酸(氢氟酸除外)发生反应； SiO2 是_酸___性_氧化物，能与碱性氧化物及强碱溶液反应(写化学反应方程式)。
2．信息材料 (1)SiO2 应用于制造__光___导__纤___维_。 (2)Si 应用于制造集成电路、晶体管等半导体器件。 3．硅晶体 (1)物理性质：硅晶体的熔点和沸点__很__高__，硬度_很___大__。 (2)化学性质：与___氧___气__、___氯__气___、___硫__酸___、__硝__等酸很难反应。
高中化学苏教版必修1课件：专题3 第三单元 含硅矿物与信息材料
3．硅及其化合物的转化
发生反应的化学方程式： △
①Si＋O2=====SiO2； ②SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O； ③CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓；
△ ④H2SiO3=====SiO2＋H2O；
高温 ⑤SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。
无固定的熔点
C．普通玻璃俗称水玻璃
D．硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅 解析：制取玻璃的原料中有纯碱，而制取水泥的原料中没有纯
碱，A 不正确；普通玻璃的组成一般为 Na2O·CaO·6SiO2，玻璃 属于混合物，没有固定的熔点，B 正确；普通玻璃和水玻璃的成
分不同，水玻璃不是普通玻璃的俗名，C 不正确；制取水泥和
化物的形式，按活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物
→SiO2→H2O 的顺序排列，再调整各氧化物前的计量数并使 其与昆仑玉化学式中一致，可得昆仑玉氧化物表示形式为
2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。 答案：B
2．下列说法正确的是
()
A．制取水泥和玻璃的原料中均有纯碱
B．普通玻璃是电的绝缘体，这种透明的固体物质是混合物，
CO2＋H2O＋Na2SiO3 ===H2SiO3↓＋
CaSiO3＋CO2↑
Na2CO3
与碳反应
高温 SiO2＋2C=====Si＋2CO↑
△ CO2＋C=====2CO
1．下列关于 SiO2 和 CO2 的说法中正确的是
()
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
5．工业制备高纯硅的主要反应有 SiO2＋2C=====Si＋2CO↑，
高温
高一化学苏教版必修1课件：专题3 第三单元 含硅矿物与信息材料
【温故知新区】
1．硅在地壳中含量处于什么位置？
提示： 硅元素在地壳中的含量仅次于氧； 居于第 2 位。
2．冶铁工业中，CaCO3 称之为造渣剂，炉渣的主要成 分是什么？写出相关反应的化学方程式。
提示：炉渣主要成分是 CaSiO3。 高温 CaCO3=====CaO＋CO2↑ 高温 CaO＋SiO2=====CaSiO3
(3)一般情况下，活泼金属与酸发生置换反应生成氢气，非 金属单质与非氧化性酸不反应，但硅例外： Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (4)一般情况下， 酸性氧化物不与酸反应， 但 SiO2 能与氢氟 酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 (5)一般情况下，较强的酸与较弱的酸的盐溶液反应，制得 较弱的酸， 如 Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。 但制玻璃时却发生了下列反应： 高温 Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑。
黏土
[必记结论] 用氧化物形式表示硅酸盐组成的方法 (1)氧化物书写顺序： 活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。 (2)书写原则： ①硅酸盐中各元素的化合价不变。 ②化学式中各元素的原子个数比不变。 ③氧化物的化学式之间用“· ”隔开。
(3)氧化物前化学计量数的配置原则： ①除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒配置。 ②化学计量数配置出现分数，应化为整数，化为整数时，其 他氧化物前的化学计量数相应改变。 ③氧化物前化学计量数代表氧化物本身， 其比值为各氧化物 化学计量数的最简比。
(3)用途： Na2SiO3 溶液在建筑行业常用做 黏合剂 ，经 Na2SiO3 溶液 浸泡过的产品既耐 腐蚀 又不易 着火 。
探究 3
常见的硅酸盐产品的生产原料和设备 原料
1．硅在地壳中含量处于什么位置？
提示： 硅元素在地壳中的含量仅次于氧； 居于第 2 位。
2．冶铁工业中，CaCO3 称之为造渣剂，炉渣的主要成 分是什么？写出相关反应的化学方程式。
提示：炉渣主要成分是 CaSiO3。 高温 CaCO3=====CaO＋CO2↑ 高温 CaO＋SiO2=====CaSiO3
(3)一般情况下，活泼金属与酸发生置换反应生成氢气，非 金属单质与非氧化性酸不反应，但硅例外： Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (4)一般情况下， 酸性氧化物不与酸反应， 但 SiO2 能与氢氟 酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 (5)一般情况下，较强的酸与较弱的酸的盐溶液反应，制得 较弱的酸， 如 Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。 但制玻璃时却发生了下列反应： 高温 Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑。
黏土
[必记结论] 用氧化物形式表示硅酸盐组成的方法 (1)氧化物书写顺序： 活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。 (2)书写原则： ①硅酸盐中各元素的化合价不变。 ②化学式中各元素的原子个数比不变。 ③氧化物的化学式之间用“· ”隔开。
(3)氧化物前化学计量数的配置原则： ①除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒配置。 ②化学计量数配置出现分数，应化为整数，化为整数时，其 他氧化物前的化学计量数相应改变。 ③氧化物前化学计量数代表氧化物本身， 其比值为各氧化物 化学计量数的最简比。
(3)用途： Na2SiO3 溶液在建筑行业常用做 黏合剂 ，经 Na2SiO3 溶液 浸泡过的产品既耐 腐蚀 又不易 着火 。
探究 3
常见的硅酸盐产品的生产原料和设备 原料
2020-2021年高中化学 3.3《含硅矿物与信息材料》教案 苏教版必修1
2019-2020年高中化学 3.3《含硅矿物与信息材料》教案苏教版必修1一、学习目标（1）了解硅、二氧化硅、硅酸盐的存在与性质。
（2）通过对硅酸盐工业产品的了解，感受硅酸盐矿物的应用与人类文明的发展的密切关系。
（3）从传统材料到信息材料的学习，体会到“化学―人类进步的关键”,激发学习兴趣，增强学生研究、探索和发现新材料的意识。
二、重点和难点重点：硅酸钠、单质硅、二氧化硅的性质；硅酸盐的氧化物形式的书写。
三、设计思路本节课从介绍我们身边的高科技材料入手，激发学生学习的兴趣。
由于本节课内容比较简单,所以采用学生自主学习与师生共同归纳总结的教学方式，以促使学生更多地参与教学过程。
最后可以通过大量的图片介绍硅酸盐产品，以揭示化学与社会发展的相互关系。
四、教学过程【展示】含硅化合物及产品(ppt2)。
【过渡】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。
人们最初接触的主要是传统的硅酸盐产品——陶瓷、砖瓦、水泥和玻璃。
在介绍硅酸盐工业前我们先来学习下面有关的知识。
【提问】（1）硅元素在地壳中的含量怎样？（2）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？【过渡】硅元素在自然界中广泛存在，主要是硅酸盐和二氧化硅的形式，下面我们先来了解硅酸盐的有关知识。
【展示】自然界中的一些硅酸盐的图片及化学式(ppt3)。
【讲解】硅酸盐的组成相当复杂，常改写成氧化物的形式。
【介绍】将硅酸盐化学式改写成氧化物的形式。
【板书】一、硅酸盐【练习】(ppt4)1．将硅酸钠(Na2SiO3)改写为氧化物形式：（Na2O·SiO2）。
2．将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改写为氧化物形式：（3MgO·4SiO2·H2O）。
3．将钠长石(NaAlSi3O8)改写为氧化物形式：（Na2O·Al2O3·6SiO2）。
【过渡】在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，下面我们先来学习它的有关知识。
化学33《含硅矿物与信息材料》课件(苏教版必修1)
C.与盐反应 SiO2 + CaCO3
高温
SiO2 +Na2CO3
D.亲氟性 （雕刻玻璃）
高温
Na2SiO3 + CO2↑
SiO 2 + 4HF =SiF4 ↑+ 2H2O 高考资源网
想一想
1. 为什么在实验室中盛放NaOH 溶液的试剂瓶 用橡皮塞而不用玻璃塞？ 2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ 3.某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反 应,推断SiO2为两性氧化物.是否正确?
高考资源网
5.的用 途非常广泛。作为良好的半导体材料， 硅可用来制造集成电路、晶体管、硅 整流器等半导体器件，还可以制成太 阳能电池，可制成有良好导磁性、耐
酸性的合金。
高考资源网
晶体管 高考资源网
集成电路
在太阳能方面的利用
卫星的翅膀
高考资源网
汽车的尾巴
固体
熔沸点比较高
不溶于水
硬度比较大
高考资源网
3.结构：
SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定 高考资源网
4.化学性质： 联想CO2
二氧化碳CO2
二氧化硅SiO2
高温
物质分类
与碱性氧 化物反应
均属于酸性氧化物
SiO2 ＋ CaO CO2 ＋ CaO＝CaCO3 CaSiO3
与碱反应 与水反应
高考资源网
高考资源网
高考资源网
高考资源网
高考资源网
高考资源网
高考资源网
2）水泥的制备：
a.原料：粘土(SiO2 )、石灰石、石膏（适量） b.设备：水泥回转窑 c.条件：高温锻烧
d.加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度
苏教化学必修1专题3第三单元 含硅矿物与信息材料第一课时(共21张PPT)优秀课件
1、定义： 硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称
2、性质： 硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的 可溶性硅酸盐是Na2SiO3，K2SiO3
3、表示方法： （1）化学式法：
适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、 CaSiO3等。
（2）氧化物法： 拆分原则：
活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅 →水。氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其 他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。
CaCO3+SiO2
高温
==
CaSiO3+CO2↑
设备： 玻璃熔炉
玻璃的重要性质：
1）玻璃在常温下呈固态，称为 玻璃态物质；
2）玻璃是混合物，没有一定的 熔点，只是在某一温度范围内 慢慢软化。
陶器
瓷器
（3）陶瓷：
主要原料: 黏土
主要成分: 硅酸盐
主要性能：陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐 蚀、耐高温、绝缘、易成型 等许多优点，因此，陶瓷制 品一直为人们所喜爱。
链接
1 、没有人能给你光明，除了你自己。人的一生，总是失意的时候多，得意的时候少，无论失意还是得意，都要淡定。失意的时候要坦然，得 意的时候要淡然。如果说挫折是生命的财富，那么创伤就是前进的动力。谁的人生也不会一帆风顺，以淡然的心态去面对暂时的失败，成功也 只是个时间问题。
13 、年轻人看到人生路上满是灿烂的鲜花，老年人看到人生途中的是凄美的斜阳。 6 、骨宜刚，气宜柔，志宜大，胆宜小，心宜虚，言宜实，慧宜增，福宜惜，虑不远，忧亦近。 6 、低调是永恒的美德，缺心眼的话就要学会沉默。 8 、如果你的个性让很多人对你敬而远之，那么你的个性是失败的，个性的成功在于能吸引，而不是能排斥。 20 、新人新工作，要有新气象：工作要认真，遇事莫要慌，见人懂礼貌，微笑挂脸上，心态要摆正，前辈是榜样，听从领导话，虚心又自强 ，注意讲卫生，衣着要端庄。祝你早日适应工作，成为国家栋梁。
2、性质： 硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的 可溶性硅酸盐是Na2SiO3，K2SiO3
3、表示方法： （1）化学式法：
适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、 CaSiO3等。
（2）氧化物法： 拆分原则：
活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅 →水。氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其 他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。
CaCO3+SiO2
高温
==
CaSiO3+CO2↑
设备： 玻璃熔炉
玻璃的重要性质：
1）玻璃在常温下呈固态，称为 玻璃态物质；
2）玻璃是混合物，没有一定的 熔点，只是在某一温度范围内 慢慢软化。
陶器
瓷器
（3）陶瓷：
主要原料: 黏土
主要成分: 硅酸盐
主要性能：陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐 蚀、耐高温、绝缘、易成型 等许多优点，因此，陶瓷制 品一直为人们所喜爱。
链接
1 、没有人能给你光明，除了你自己。人的一生，总是失意的时候多，得意的时候少，无论失意还是得意，都要淡定。失意的时候要坦然，得 意的时候要淡然。如果说挫折是生命的财富，那么创伤就是前进的动力。谁的人生也不会一帆风顺，以淡然的心态去面对暂时的失败，成功也 只是个时间问题。
13 、年轻人看到人生路上满是灿烂的鲜花，老年人看到人生途中的是凄美的斜阳。 6 、骨宜刚，气宜柔，志宜大，胆宜小，心宜虚，言宜实，慧宜增，福宜惜，虑不远，忧亦近。 6 、低调是永恒的美德，缺心眼的话就要学会沉默。 8 、如果你的个性让很多人对你敬而远之，那么你的个性是失败的，个性的成功在于能吸引，而不是能排斥。 20 、新人新工作，要有新气象：工作要认真，遇事莫要慌，见人懂礼貌，微笑挂脸上，心态要摆正，前辈是榜样，听从领导话，虚心又自强 ，注意讲卫生，衣着要端庄。祝你早日适应工作，成为国家栋梁。
高一化学苏教版必修1教学案专题3第三单元含硅矿物与信息材料Word版含解析
1．硅在地壳中含量处于什么位置？提示：硅元素在地壳中的含量仅次于氧；居于第2位。
2．冶铁工业中，CaCO 3称之为造渣剂，炉渣的主要成分是什么？写出相关反应的化学方程式。
提示：炉渣主要成分是CaSiO 3。
CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑ CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 33．氧化物按性质分类，可分为哪几类？并举例说明。
提示：酸性氧化物，如CO 2、P 2O 5；碱性氧化物，如Na 2O 、Fe 2O 3；两性氧化物，如Al 2O 3；不成盐氧化物，如CO 、NO 。
[新知探究]探究1 如何表示硅酸盐在自然界中的存在和其组成的表示方法 (1)硅酸盐在自然界中的存在：形形色色的硅酸盐存在于地球的每一个角落，古代的陶瓷、砖瓦、现代的玻璃、水泥等，都是硅酸盐产品。
探究2 硅酸钠溶液的性质和用途(1)物理性质：可溶于水，其水溶液称“水玻璃”。
(2)化学性质： ①与盐酸反应：Na 2SiO 3＋2HCl===H 2SiO 3＋2NaCl 。
②与H2CO3反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3＋Na2CO3。
(3)用途：Na2SiO3溶液在建筑行业常用做黏合剂，经Na2SiO3溶液浸泡过的产品既耐腐蚀又不易着火。
探究3常见的硅酸盐产品的生产原料和设备[必记结论]用氧化物形式表示硅酸盐组成的方法(1)氧化物书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
(2)书写原则：①硅酸盐中各元素的化合价不变。
②化学式中各元素的原子个数比不变。
③氧化物的化学式之间用“·”隔开。
(3)氧化物前化学计量数的配置原则：①除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒配置。
②化学计量数配置出现分数，应化为整数，化为整数时，其他氧化物前的化学计量数相应改变。
③氧化物前化学计量数代表氧化物本身，其比值为各氧化物化学计量数的最简比。
[成功体验]1．昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为( )A．CaO·MgO·SiO2·H2OB．2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC．2CaO·MgO·SiO2·2H2OD．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O解析：选B根据昆仑玉的化学式，将Ca、Mg、Si、H分别写成氧化物的形式，按较活泼金属氧化物→较不活泼金属氧化物→SiO2→H2O的顺序排列，再调整各氧化物前的计量数并使其与昆仑玉化学式中一致，可得昆仑玉氧化物表示形式为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。
化学专题3第3单元《含硅矿物与信息材料》课件PPT(苏教版必修1)(共50张PPT)
• 导电性介于导体和绝缘体之间。
2.结构 既不易失去电子,也不易得到电子
3.化学性质
常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸 和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、 硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟 一些非金属反应。
Si ＋ O2
SiO2
Si ＋ 2H2 高温 SiH4（不稳定）
Si＋2NaOH ＋ H2O ＝ Na2SiO3 ＋ 2H2↑
5.硅的用途：
• 硅是一种重要的非金属单质，它的用 途非常广泛。作为良好的半导体材料， 硅可用来制造集成电路、晶体管、硅 整流器等半导体器件，还可以制成太 阳能电池，可制成有良好导磁性、耐 酸性的合金。
晶体管
集成电路
在太阳能方面的利用
卫星的翅膀
汽车的尾巴
五.硅酸
硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解 度很小。由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性 硅酸盐与其他酸反应制得。
a.二氧化硅__②____ b.氢氧化钠溶液_③___
c.硝酸银晶体__④___ d.氢氟酸_⑤__
e.浓硫酸__①__
3.指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，
在A-E选项中选择正确答案填入括号内。
①SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
(C )
②SiO2+2C=高温=Si+2CO
4.化学性质： 联想CO2
二氧化碳CO2
二氧化硅SiO2
物质分类
均属于酸性氧化物
与碱性氧
SiO2 ＋ CaO 高温
化物反应 CO2 ＋ CaO＝CaCO3
CaSiO3
与碱反应
CO2 ＋2NaOH＝ Na2CO3+H2O
2.结构 既不易失去电子,也不易得到电子
3.化学性质
常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸 和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、 硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟 一些非金属反应。
Si ＋ O2
SiO2
Si ＋ 2H2 高温 SiH4（不稳定）
Si＋2NaOH ＋ H2O ＝ Na2SiO3 ＋ 2H2↑
5.硅的用途：
• 硅是一种重要的非金属单质，它的用 途非常广泛。作为良好的半导体材料， 硅可用来制造集成电路、晶体管、硅 整流器等半导体器件，还可以制成太 阳能电池，可制成有良好导磁性、耐 酸性的合金。
晶体管
集成电路
在太阳能方面的利用
卫星的翅膀
汽车的尾巴
五.硅酸
硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解 度很小。由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性 硅酸盐与其他酸反应制得。
a.二氧化硅__②____ b.氢氧化钠溶液_③___
c.硝酸银晶体__④___ d.氢氟酸_⑤__
e.浓硫酸__①__
3.指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，
在A-E选项中选择正确答案填入括号内。
①SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
(C )
②SiO2+2C=高温=Si+2CO
4.化学性质： 联想CO2
二氧化碳CO2
二氧化硅SiO2
物质分类
均属于酸性氧化物
与碱性氧
SiO2 ＋ CaO 高温
化物反应 CO2 ＋ CaO＝CaCO3
CaSiO3
与碱反应
CO2 ＋2NaOH＝ Na2CO3+H2O
苏教化学必修1专题3第三单元 含硅矿物与信息材料第2课时(共23张PPT)
K(Al2Si3O10)(OH)2 K2O·2Al2O3·6SiO2·2H2O
一、硅酸盐
1、硅酸盐组成的表示方法：
活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水 (各氧化物前系数为最简整数比)
〖探究实验〗
学生甲： 取一根小木条，浸入水中，使之充分吸湿、浸
透，取出稍沥干后，点燃。 学生乙：
取另一根小木条，浸入Na2SiO3饱和溶液中，使 之充分吸湿、浸透，取出稍沥干后，点燃。
硅酸盐结构复杂、种类繁多，通常用 二氧化硅和金属氧化物的形式表示其 组成。例如：
硅酸钠：Na2SiO3
Na2O ·SiO2
高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4
Al2O3 ·2SiO2 ·2H2O
拆分原则
要领：两边原子个数守恒 格式：金属氧化物、二氧化硅、水 (各氧化物前系数为最简整数比) 顺序：金属按活动顺序表
水泥
普通玻璃
水泥回转窑 玻璃熔炉
石灰石和粘土 纯碱、石灰石、石英
(过量)
硅酸盐混合物 Na2O·CaO·6SiO2
高温
高温
陶瓷
粘土 硅酸盐混合物
高温
应用
建筑Βιβλιοθήκη 不同特性玻璃有不 同的用途
生活及农业、化工生产， 电子、原子能工业及航 天事业等
拓展视野
新型硅酸盐产品
2. 昨晚多几分钟的准备，今天少几小时的麻烦。 14. 漫无目的的生活就像出海航行而没有指南针。 15. 在人的一生中，可能会遇到各种各样的困难和挫折，也就是大家常说的逆境。逆境不是愉快的，但逆境并不能因为我们不喜欢就不到来。 我们应该充分利用逆境，抓紧时间学习。等逆境过后，见到自己的进步和收获，意义不同寻常。——夏承寿 15. 当狂风在你耳边呼啸时，你只当它微风拂面;当暴雨在你眼前倾泻时，你只当它屋檐滴水;当闪电在你头顶肆虐时，你只当它萤火流逝。人 ，决不能在逆境面前屈服。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 化学组成：Na2SiO3 • 物理性质： 白色晶体，能溶于水，是极少数可溶
性硅酸盐之一，它的水溶液俗称“水玻璃”。
“水玻璃”是无色粘稠液体 ，是一种矿物胶,它既不能 燃烧又不易受腐蚀,在建筑 工业上可用作粘合剂等。木 材浸过水玻璃后,具有防腐 性能且不易着火。水玻璃还 可用作耐火材料。
“水玻璃”长期暴露在空气中会变质,硅酸钠要密封保 存且不能用玻璃塞试剂瓶
特性 透光性能好、有折 光性和色散性。
用途 眼镜镜片；照相机、 显微镜、望远镜、 凹凸透镜等光学仪 器等
特性
耐腐蚀、不怕烧、不 导电、不吸水、隔热 、吸声 用途
太空飞行员的衣服 、玻璃钢等
3.陶瓷
陶瓷的起源
远古时代 , 由于人们在长期生活中 经常与泥土打交道,逐渐发现泥土与适量 水混合后就具有黏性和可塑性,可以随意 把它塑造成各种形状。在太阳下晒干后 ，泥土变硬，再经过火烧到一定的温度 ，泥坯变得坚硬，就既不怕水又耐火了 。人类创造的第一个新物质 --- 陶瓷， 从此就诞生了。人类文明得到进步.
专题3 从矿物到基础材料 第三单元 含硅矿物与信息材料
回忆：硅元素在地壳中的含量怎 样？
硅元素是地壳中含量仅次于氧元素，约占地壳总量的 26.30 %
其他 镁 氢 钾 钠 1.20% 2.00% 0.76% 2.47% 钙 2.74% 3.45% 氧 硅 铝 氧 48.60% 铁 钙 钠 钾 镁 氢 硅 26.30% 其他
古代制陶过程
现代陶瓷的应用
陶瓷刀 氮化硅陶瓷转子
高速轴承
陶瓷发热片
陶瓷骨骼
光学陶瓷
思考：硅在自然界中无游离态，为 什么？是不是单质硅的性质很活泼？
一、硅
1．物理性质： （1）硅是灰色，有金属光泽的硬而脆的 固体固体。 （2）它的结构类似于金刚石，熔沸点高， 硬度大。 （3）良好的半导体材料。
（3）弱氧化性 SiO2＋2C （4）与盐反应 SiO2 + CaCO3 SiO2 +Na2CO3
高温 高温 高温
Si ＋ 2CO↑
CaSiO3 + CO2 ↑ Na2SiO3 + CO2↑
讨论 ：
①实验室能否用带玻璃塞的玻璃 瓶盛放氢氧化钠溶液？
②实验室能否用玻璃瓶盛放 HF 溶 液？
二氧化硅的应用
水泥回转窑
水泥在建筑行业大显身手
水泥
水泥电阻
2.玻璃
一种较为透明的固体物质,广泛应用 于建筑物，用来隔风或透光.
变色玻璃
钢 化 玻 璃
防火 防弹 玻璃
光学玻璃
主要性质 原料
无固定熔点
纯碱、石灰石、石英 玻璃熔炉
玻 璃
设备
反应条件
成分
高温
Na2O· CaO· 6SiO2
主要反应：
Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑
例如：滑石Mg3(Si4O10)(OH)2 可 表示为3MgO·4SiO2·H2O
书写下列硅酸盐的氧化物形式 锆石：ZrO2·SiO2 红柱石：Al2O3·SiO2 钙 铝 石 榴 子 石 ： 3CaO·Al2O3·3SiO2 镁橄榄石： 2MgO·SiO
掌握一种重要的硅酸盐——硅酸钠
2. 硅的化学性质
（1）常温下，化学性质不活泼，除氟气、 氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气 、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。 （2）加热条件下，能跟一些非金属反应。
Si+O2==SiO2
（3）常温下能与氟气（F2）、氢氟 （HF）反应 。 Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4↑ +2H2 ↑
Na2SiO3+CO2+H2O == Na2CO3+H2SiO3↓
结论：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱
传统的硅酸盐产品
主要性质
原料
水硬性
石灰石、黏土、辅助原料(包括石膏 )
水 泥
设备 反应条件 水泥 成分
水 泥 回 转 窑 高温
硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙
3CaO· SiO2、 2CaO· SiO2、3CaO· Al2O3
铁 4.75% 铝 7.73%
含量：O＞Si ＞Al ＞Fe
硅元素在自然界主要有哪些存在形式？
常 见 硅 酸 盐 矿 物
锆石矿与锆石首饰(ZrO2· SiO2)
红柱石与红柱石饰物(Al2O3· SiO2)
钙铝石榴子石(CaO· Al2O3· 3SiO2)
镁橄Na O6)2 2H2O 白榴石 KAlSi 2(AlSi 26 2O 绿柱石 Ba Al Si O 矽线石 SiO 3 2 6 2 518 白云母 KAl Si O (OH) 正长石 KAlSi O O )2 3 3 10 硬玉 NaAl(Si
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 ↑
几 种 常 见 玻 璃 简 介
因混有铁的化合物显浅绿色 在原料里加入某些金属氧化 物均匀地分散到玻璃态物质里， 把普通玻璃放在 蓝玻璃 光导纤维：1964年8月华裔 使玻璃呈现出特征颜色。 电炉里加热，使它软 科学家高锟首先提出用玻 红玻璃 化，然后急速冷却， 璃纤维代替金属导线，被 得到钢化玻璃。其机 誉为“纤维光学之父”。 如试管等 化学仪器玻璃 械强度比普通玻璃大 比头发丝还细的一对光导 4——6倍，不易破碎 纤维上同时传送 3万门电话 如放大镜 光学仪器玻璃 。 且中继距离长达20—— 50Km，保密性能好。
3 2 8 6
含硅化合物
制备这些需要什么吗?
3
一、常见硅酸盐
☆硅酸盐结构稳定复杂,种类繁多,通常可用二氧 化硅和金属氧化物的形式来表示。
方 法
①各元素写成相应的氧化物，元素的价态保 持不变。 ②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。 ③注意改写后应与原来化学式中的原子个数 比不变。
水晶
玛瑙
石
英
制 品
2.结构：
SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定
3. 二氧化硅的化学性质
不活泼
（1）SiO2是H2SiO3的酸酐，具有酸 性氧化物的通性 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO （2）特性
高温
CaSiO3
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 雕刻玻璃
硅的用途
硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛。作为良 好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整 流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良
好导磁性、耐酸性的合金。
晶体管
在太阳能方面的利用
卫星的翅膀
汽车的尾巴
二、二氧化硅 1.存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土
硅石 结晶形（石英） 无定形（硅藻土）
普通玻璃
钢化玻璃
光纤玻璃
几种常见玻璃的特性和用途
在普通玻璃中加入着色剂，如 加入MnO2为紫色；FeO、K2Cr2O7烧成 绿色。
特性 耐高温、耐腐蚀、 强度大、质轻、抗震 用途 运动器材；微波通讯器材； 汽车、火车的窗玻璃等
特性: 膨胀系数小、 耐酸碱、 强度大、 滤光 用途
化学仪器；高压水 银灯、灯壳等
光学纤维胃镜
各 种 水 晶 饰 品
玛瑙饰品
石英坩埚
光导纤维
4.用途：
(1)SiO2是制造光导纤维的主要原料。 (2)石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。 (3) 水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺 品等。 (4)石英砂常用作制玻璃和建筑材料。
光导纤维
光导纤维的应用
（1）光纤通信（光缆）： 是利用激光作载波由光导纤维传送信息 的有线通信方式。 (2)医生的好助手： 光导纤维可以用于食道﹑胃等深 部探查内窥镜的光学元件和外科 手术激光刀。 （3）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜， 装备在潜艇﹑坦克和飞机上， 用于侦察复杂地形或深层屏蔽的 敌情。
性硅酸盐之一，它的水溶液俗称“水玻璃”。
“水玻璃”是无色粘稠液体 ，是一种矿物胶,它既不能 燃烧又不易受腐蚀,在建筑 工业上可用作粘合剂等。木 材浸过水玻璃后,具有防腐 性能且不易着火。水玻璃还 可用作耐火材料。
“水玻璃”长期暴露在空气中会变质,硅酸钠要密封保 存且不能用玻璃塞试剂瓶
特性 透光性能好、有折 光性和色散性。
用途 眼镜镜片；照相机、 显微镜、望远镜、 凹凸透镜等光学仪 器等
特性
耐腐蚀、不怕烧、不 导电、不吸水、隔热 、吸声 用途
太空飞行员的衣服 、玻璃钢等
3.陶瓷
陶瓷的起源
远古时代 , 由于人们在长期生活中 经常与泥土打交道,逐渐发现泥土与适量 水混合后就具有黏性和可塑性,可以随意 把它塑造成各种形状。在太阳下晒干后 ，泥土变硬，再经过火烧到一定的温度 ，泥坯变得坚硬，就既不怕水又耐火了 。人类创造的第一个新物质 --- 陶瓷， 从此就诞生了。人类文明得到进步.
专题3 从矿物到基础材料 第三单元 含硅矿物与信息材料
回忆：硅元素在地壳中的含量怎 样？
硅元素是地壳中含量仅次于氧元素，约占地壳总量的 26.30 %
其他 镁 氢 钾 钠 1.20% 2.00% 0.76% 2.47% 钙 2.74% 3.45% 氧 硅 铝 氧 48.60% 铁 钙 钠 钾 镁 氢 硅 26.30% 其他
古代制陶过程
现代陶瓷的应用
陶瓷刀 氮化硅陶瓷转子
高速轴承
陶瓷发热片
陶瓷骨骼
光学陶瓷
思考：硅在自然界中无游离态，为 什么？是不是单质硅的性质很活泼？
一、硅
1．物理性质： （1）硅是灰色，有金属光泽的硬而脆的 固体固体。 （2）它的结构类似于金刚石，熔沸点高， 硬度大。 （3）良好的半导体材料。
（3）弱氧化性 SiO2＋2C （4）与盐反应 SiO2 + CaCO3 SiO2 +Na2CO3
高温 高温 高温
Si ＋ 2CO↑
CaSiO3 + CO2 ↑ Na2SiO3 + CO2↑
讨论 ：
①实验室能否用带玻璃塞的玻璃 瓶盛放氢氧化钠溶液？
②实验室能否用玻璃瓶盛放 HF 溶 液？
二氧化硅的应用
水泥回转窑
水泥在建筑行业大显身手
水泥
水泥电阻
2.玻璃
一种较为透明的固体物质,广泛应用 于建筑物，用来隔风或透光.
变色玻璃
钢 化 玻 璃
防火 防弹 玻璃
光学玻璃
主要性质 原料
无固定熔点
纯碱、石灰石、石英 玻璃熔炉
玻 璃
设备
反应条件
成分
高温
Na2O· CaO· 6SiO2
主要反应：
Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑
例如：滑石Mg3(Si4O10)(OH)2 可 表示为3MgO·4SiO2·H2O
书写下列硅酸盐的氧化物形式 锆石：ZrO2·SiO2 红柱石：Al2O3·SiO2 钙 铝 石 榴 子 石 ： 3CaO·Al2O3·3SiO2 镁橄榄石： 2MgO·SiO
掌握一种重要的硅酸盐——硅酸钠
2. 硅的化学性质
（1）常温下，化学性质不活泼，除氟气、 氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气 、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。 （2）加热条件下，能跟一些非金属反应。
Si+O2==SiO2
（3）常温下能与氟气（F2）、氢氟 （HF）反应 。 Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4↑ +2H2 ↑
Na2SiO3+CO2+H2O == Na2CO3+H2SiO3↓
结论：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱
传统的硅酸盐产品
主要性质
原料
水硬性
石灰石、黏土、辅助原料(包括石膏 )
水 泥
设备 反应条件 水泥 成分
水 泥 回 转 窑 高温
硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙
3CaO· SiO2、 2CaO· SiO2、3CaO· Al2O3
铁 4.75% 铝 7.73%
含量：O＞Si ＞Al ＞Fe
硅元素在自然界主要有哪些存在形式？
常 见 硅 酸 盐 矿 物
锆石矿与锆石首饰(ZrO2· SiO2)
红柱石与红柱石饰物(Al2O3· SiO2)
钙铝石榴子石(CaO· Al2O3· 3SiO2)
镁橄Na O6)2 2H2O 白榴石 KAlSi 2(AlSi 26 2O 绿柱石 Ba Al Si O 矽线石 SiO 3 2 6 2 518 白云母 KAl Si O (OH) 正长石 KAlSi O O )2 3 3 10 硬玉 NaAl(Si
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 ↑
几 种 常 见 玻 璃 简 介
因混有铁的化合物显浅绿色 在原料里加入某些金属氧化 物均匀地分散到玻璃态物质里， 把普通玻璃放在 蓝玻璃 光导纤维：1964年8月华裔 使玻璃呈现出特征颜色。 电炉里加热，使它软 科学家高锟首先提出用玻 红玻璃 化，然后急速冷却， 璃纤维代替金属导线，被 得到钢化玻璃。其机 誉为“纤维光学之父”。 如试管等 化学仪器玻璃 械强度比普通玻璃大 比头发丝还细的一对光导 4——6倍，不易破碎 纤维上同时传送 3万门电话 如放大镜 光学仪器玻璃 。 且中继距离长达20—— 50Km，保密性能好。
3 2 8 6
含硅化合物
制备这些需要什么吗?
3
一、常见硅酸盐
☆硅酸盐结构稳定复杂,种类繁多,通常可用二氧 化硅和金属氧化物的形式来表示。
方 法
①各元素写成相应的氧化物，元素的价态保 持不变。 ②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。 ③注意改写后应与原来化学式中的原子个数 比不变。
水晶
玛瑙
石
英
制 品
2.结构：
SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定
3. 二氧化硅的化学性质
不活泼
（1）SiO2是H2SiO3的酸酐，具有酸 性氧化物的通性 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO （2）特性
高温
CaSiO3
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 雕刻玻璃
硅的用途
硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛。作为良 好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整 流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良
好导磁性、耐酸性的合金。
晶体管
在太阳能方面的利用
卫星的翅膀
汽车的尾巴
二、二氧化硅 1.存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土
硅石 结晶形（石英） 无定形（硅藻土）
普通玻璃
钢化玻璃
光纤玻璃
几种常见玻璃的特性和用途
在普通玻璃中加入着色剂，如 加入MnO2为紫色；FeO、K2Cr2O7烧成 绿色。
特性 耐高温、耐腐蚀、 强度大、质轻、抗震 用途 运动器材；微波通讯器材； 汽车、火车的窗玻璃等
特性: 膨胀系数小、 耐酸碱、 强度大、 滤光 用途
化学仪器；高压水 银灯、灯壳等
光学纤维胃镜
各 种 水 晶 饰 品
玛瑙饰品
石英坩埚
光导纤维
4.用途：
(1)SiO2是制造光导纤维的主要原料。 (2)石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。 (3) 水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺 品等。 (4)石英砂常用作制玻璃和建筑材料。
光导纤维
光导纤维的应用
（1）光纤通信（光缆）： 是利用激光作载波由光导纤维传送信息 的有线通信方式。 (2)医生的好助手： 光导纤维可以用于食道﹑胃等深 部探查内窥镜的光学元件和外科 手术激光刀。 （3）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜， 装备在潜艇﹑坦克和飞机上， 用于侦察复杂地形或深层屏蔽的 敌情。