第三单元含硅矿物与信息材料

第三单元含硅矿物与信息材料

教学目标

1. 知道硅元素在自然界的主要存在形态。

2. 通过实验，让学生探究硅酸钠溶液的性质。

3. 了解常见的几种硅酸盐产品

（玻璃、水泥、陶瓷 学习任务

1. 知道硅元素在自然界的主要存在形态。

2. 了解常见的几种硅酸盐产品 （玻璃、水泥、陶瓷）的原料和应用。

3. 知道硅、二氧化硅的简单性质与重要用途。

4. 了解高纯硅的制备方法。

1.

硅在地壳中的含量仅次于 氧,居于第 二 位。

2•在自然界中没有 游离态的硅,只有以化合态存在的硅，如 SiO 2 、

Na 2SiO 3

等。

导学过程

课堂导入

案例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。人们最初接触的传统硅酸盐产品是 陶瓷、砖瓦、水泥和玻璃。

知识建构（见学生用书课堂本第36页）

问题1 硅酸盐组成的表示方法。 （1） 化学式法

组成较简单的硅酸盐一般用化学式直接表示组成 ，如硅酸钠 Na 2SiO 3 、硅酸钙

CaSiO 3

等。（填化学式） （2） 氧化物法

组成相对复杂的硅酸盐，用氧化物的形式表示其组成。如：青石棉化学式为Na 2Fe 5Si 8H 2O 24， 氧化物形式为 Na 2O3FeO Fe^O ? 8SiO 2 HgO ;正长石化学式为 KAlSi 3O 8 ,氧化物形式为_ K 2O Al 2O 3 6SiO

2

。

重难点突破|

硅酸盐改写成氧化物形式的规律如下

：（1）氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物T 较活泼金|

预习梳理

学习准备（见学生用书课堂本第36页）

）的原料和应用。

属氧化物T二氧化硅T水。（2）氧化物之间以“”隔开。（3）氧化物前的化学计量数配置原则

：

各元素原子总个数比符合原来的组成。（4）化学计量数配置出现分数应化为整数。（5）各元素化合价保持不变。（6）变价元素按“先低价后高价”的规律书写。' 问题2 常见的几种硅酸盐产品（玻璃、水泥、陶瓷）的原料、设备和生产条件各是什么？填写下表。

问题3 二氧化硅与碱性氧化物、强碱可以反应吗？如果可以，写成化学方程式。

答案在常温下，SiO2与强碱溶液反应，生成硅酸盐。

例如,SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2+2NaOH-------- Na2SiO 3+H2O。

在高温下,SiO2能与碱性氧化物反应生成盐。

例如,SiO2与CaO反应的化学方程式为SiO2+CaO CaSiO 3。

重难点突破___________________________________________________________________________ SiO2属于酸性氧化物，能与热的浓碱或熔融碱或碳酸钠等反应生成硅酸盐。它也可以与氢氟酸反应，但生成的是SiF4和H2O,而不是盐和水，所以不能把SiO2错误地看成是两性氧化物。

2323

重难点突破________________________________________________ 比较HCI、H2CO3、H2SQ3的酸性强弱可以利用下图进行实验。

问题5 高纯硅是如何制备的？

答案高纯硅的制备主要分为两个阶段：

高疆

（1）粗硅的制取，化学方程式为SiO2+2C Si（粗）+2CO f。

（2）粗硅转变为纯硅。

£曬

①粗硅与CI2反应：Si（粗）+2CI^= SiCl4；

②用H2还原SiCl4得到纯硅：SiCI 4+2H 2 Si（纯）+4HCI。

重难点突破

,SiO2的化学性质稳定，在高温下也不能被H2还原，只能被镁、铝、碳等还原。

学以致用（见学生用书课堂本第36〜37页）

1. 下列属于硅酸盐产品的是（D）

①水泥②玻璃③陶瓷④水晶

A. ①③④

B.②③④

C.①③④

D.①②③

解析水泥、玻璃、陶瓷均为硅酸盐产品。而水晶是自然界中较纯净的石英（SiO 2）晶体。

2. 下列关于水玻璃的性质和用途的叙述，不正确的是（D）

A. 它是一种矿物胶，既不能燃烧，也不受腐蚀

B. 建筑工业上可作黏合剂、耐酸水泥掺料

C. 木材、织物浸过水玻璃后，具有防腐性能且能防火

D. 水玻璃即是Na2SiO3,是一种纯净物

解析水玻璃是硅酸钠的水溶液，属于混合物。

3. 下列说法错误的是（C）

A. 向水玻璃中滴加盐酸的反应：Si -+2H+——H2SQ3J

B. 向水玻璃中通入CO2: Na2SiO3+CO 2+H2O——H2SQ3 ^+Na 2CO3

C. 长石（KAISi 3O8）用氧化物表示其组成：K2O AI2O3 3SiO 2

D. 水玻璃可用作木材防火剂

解析C中应为K2O AI2O3 6SiO 2。

4. 下列关于SiO2和CO2的说法中，正确的是（A）

A. CO 2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐

B. CO 2和SiO2与水反应分别生成相应的酸

C. CO 2是酸性氧化物，SiO 2是两性氧化物

D. CO 2和SiO2都是由相应的分子组成的

解析SiO2不能与水反应;SiO 2是酸性氧化物，不能与酸反应生成盐和水;SiO2是由原子组

成的。