课件38张PPT。第三单元 含硅矿物与信息材料学习目标
1.了解硅在自然界的存在形式和硅酸盐产品的重要应用。
2.知道二氧化硅的物理性质和化学性质。
3.了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。第1课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品 课堂互动讲练探究整合应用课前自主学案知能优化训练课前自主学案一、硅酸盐矿物
1．硅的含量：硅元素在地壳中含量居第____位。
2．硅的存在：主要以__________和________的形式存在。二二氧化硅硅酸盐3．硅酸盐的表示方法
(1)化学式法
①适用范围：组成比较简单的硅酸盐。
②举例：硅酸钠(_________)和硅酸钙(_________)。
(2)氧化物法
①适用范围：组成复杂的硅酸盐。
②举例：锆石(ZrO2·SiO2)、红柱石(Al2O3·SiO2)、镁橄榄石(2MgO·SiO2)。Na2SiO3CaSiO3石灰石黏土水泥回转窑2．玻璃
(1)原料：______、 ________和______。
(2)设备： __________。
(3)组成： __________________ 。
(4)类别：钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃等。
3．陶瓷
(1)原料： ______ (主要成分为铝硅酸盐)。
(2)组成：复杂的硅酸盐。纯碱石灰石石英玻璃熔炉Na2O·CaO·6SiO2黏土4．分子筛
(1)组成：铝硅酸盐，如Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O。
(2)结构：具有______的结构，具有__________的作用。
(3)应用：
①分离、提纯气体或液体混合物。
②作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂的载体等。多孔筛分分子三、硅酸钠
1．物理性质：可溶于水，其水溶液俗称_______。
2．化学性质：和盐酸、碳酸等反应生成白色的H2SiO3沉淀。
(1)HCl：Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。
(2)CO2：____________________________________ __________。
3．用途：
(1)建筑业的________。
(2)木材、纺织品的________和________。水玻璃黏合剂防腐剂防火剂1．Na2SiO3是硅酸盐，NaAlSi3O8是硅酸盐吗？
Al2(Si2O5)(OH)4呢？
【提示】 NaAlSi3O8和Al2(Si2O5)(OH)4也同Na2SiO3一样是硅酸盐，硅酸盐结构复杂，通常是由硅、氧和金属元属组成的化合物的总称。2．盛放水玻璃的试剂瓶为什么要密闭保存？可以使用玻璃塞吗？
【提示】 空气中的CO2与Na2SiO3水溶液反应，因水玻璃可以粘住玻璃，故要密闭保存且不能用玻璃塞。解析：选D。硅酸盐产品是以含硅物质为原料，经过高温反应而得到的含硅的物质，化肥不含硅元素。2．下列物质是纯净物的是( )
A．钢化玻璃 B．过磷酸钙
C．苛性钠 D．水玻璃
解析：选C。苛性钠为NaOH，是纯净物，A、B、D项均为混合物。3．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是( )
A．加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出
B．加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解
C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成
D．先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现
解析：选D。石英不溶于盐酸，石灰石与盐酸反应会生成CO2气体。课堂互动讲练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形式表示其组成，改写时的规律为：特别提醒：(1)写成氧化物形式，是为了简化对硅酸盐组成的表示方法，实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的。
(2)在改写时各元素的化合价不能改变。【答案】 D【解析】 将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，只需将除O(氧)以外的所有元素写成其常见氧化物,并用“·”将它们合起来，但需注意各种原子个数比符合原来的组成，并在某种(或几种)氧化物前加合适化学计量数。
【答案】 (1)①K2O·Al2O3·6SiO2
②Al2O3·2SiO2·2H2O
(2)碳酸的酸性强于硅酸，由较强的酸可制得较弱的酸特别提醒：(1)水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐产品都是由多种硅酸盐组成的混合物，没有固定的熔沸点。
(2)在水泥制造中，石膏的作用是调节水泥的硬化速度，不能认为石膏是生产原料。 化合物A、D、F是中学化学中最常见的物质，化合物B、C、E中含有两种相同的元素，这些化合物之间存在如下关系。其中A和B的反应是一种重要化工生产中的主要反应。据此推断：
(1)在A、C、F中含有的相同元素是
___________________________。
(2)化合物C的化学式为
___________________________。
(3)A和B反应的化学方程式为
___________________________，
该反应是在___________中进行的(填设备名称)。(4)C的水溶液和D能否发生反应？___________。其理由是___________________________。
若能够反应，则该反应的离子方程式为
___________________________
(若不能，则此空不填)。【提示】 不能。其反应原理是高熔点氧化物制低熔点氧化物，不能证明硅酸的酸性比碳酸强，因为这不是在溶液中进行的反应。解析：选B。普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃熔炉中熔融制得，A正确。玻璃是混合物,没有固定的熔点,B错误。普通玻璃的组成一般为：Na2O·CaO·6SiO2，C正确。二氧化硅易与碱液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不得用玻璃塞。探究整合应用硅酸盐产品与新型无机非金属材料
硅酸盐产品包括：水泥、玻璃、陶瓷等，它属于传统无机非金属材料，而新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的，具有特殊性能和用途的材料。它有着许多电学、光学、生物特性，在新科技领域里有更多的用途。 (1)想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后从所给的4个物质中选出1个与它们同类的物质( )
A．光导纤维 B．塑料
C．半导体材料 D．砖瓦【答案】 (1)D (2)AD课件32张PPT。第2课时 二氧化硅与信息材料 课堂互动讲练探究整合应用课前自主学案知能优化训练2第 课时 二氧化硅与信息材料课前自主学案一、二氧化硅
1．存在：沙子、石英、水晶、硅藻土等是天然存在的SiO2。
2．物理性质高大难高温腐蚀4．用途
用于制造光学______、石英坩埚和_________。
二、硅单质
1．硅晶体的物理性质镜片光导纤维灰黑色固态高大半导体3．工业制法4．用途：用作电子工业上的_______材料。半导体1．实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞，为什么不用玻璃塞？
【提示】 玻璃中含SiO2，SiO2与NaOH反应生成有黏性的Na2SiO3,会使瓶塞与瓶口粘在一起，不易打开。
2．光导纤维和电脑芯片都是硅单质制作的吗？
【提示】 制备光导纤维的原料是SiO2。解析：选A。SiO2不溶于水，CO2、SO2溶于水并与水反应分别生成H2CO3和H2SO3，CaO与H2O反应生成Ca(OH)2。2．二氧化硅属于酸性氧化物主要是因为( )
A．硅是非金属元素
B．二氧化硅对应的水化物是可溶性弱酸
C．二氧化硅能与强碱反应生成盐和水
D．二氧化硅不能与酸反应
解析：选C。酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物。3．下列各组物质在一定条件下能发生反应的是
( )
①SiO2＋H2O ②SiO2＋HF ③SiO2＋C ④SiO2＋NaOH
A．②③④ B．③④
C．④ D．①②③
解析：选A。SiO2不溶于水,能与C在高温下反应，能溶于氢氟酸和强碱溶液。课堂互动讲练CO2和SiO2的比较特别提醒：虽然SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，但SiO2却不属于两性氧化物而属于酸性氧化物。 下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是( )
A．CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸对应的氧化物
B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸
C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物
D．CO2和SiO2都是由相应的分子组成的【解析】 虽然SiO2是H2SiO3对应的氧化物，但CO2可溶于水生成H2CO3，SiO2却不能溶于水生成H2SiO3，B错误；SiO2与CO2都是酸酐，都是酸性氧化物，A正确,C错误；CO2是由CO2分子构成的，而SiO2则是由硅原子和氧原子构成的，SiO2中不存在分子，D错误。
【答案】 A解析：(1)SiO2与强碱反应生成盐和水，体现了SiO2酸性氧化物的作用。
(2)反应证明SiO2有弱氧化性。
(3)反应证明SiO2是高沸点物质，因为生成的CO2气体从反应体系中逸出使反应能正向进行。
(4)反应中体现了SiO2的特性。SiO2不能和其他的酸反应，仅能和氢氟酸反应。
(5)反应中SiO2仅作为一种反应物，SiO2没有参与氧化还原反应，C自身被氧化和还原。答案：(1)SiO2起酸性氧化物的作用
(2)表现了SiO2的弱氧化性
(3)表现了SiO2的高沸点性
(4)表现了SiO2的特性
(5)SiO2在反应中作为一种反应物1．在常温下，能与F2、氢氟酸和强碱溶液反应
(1)与氟气反应：Si＋2F2===SiF4
(2)与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
(3)与NaOH溶液反应：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑特别提醒：硅及其氧化物的特殊性在于都能与氢氟酸反应，且非金属单质中只有硅与NaOH溶液反应产生H2。 A、B、C、D、E五种含硅元素的物质，相互转化关系如图所示：(1)推断A～E的化学式：A__________，
B__________，C_____________，
D______________，E____________。
(2)①写出B―→A的化学方程式_____________。
②A―→C的离子方程式___________________。
【思路点拨】 本题分析时抓住两点：
(1)在空气中燃烧的含硅物质可能为Si；
(2)B和D都可以与NaOH溶液反应生成A。【解析】 B在空气中燃烧生成D，B可能为Si，B和D都能与NaOH溶液反应生成A，则A为Na2SiO3，A和盐酸反应生成C，C为H2SiO3，H2SiO3受热分解又生成SiO2，证明B为Si，E为CaSiO3。【规律方法】 含硅化合物之间的“三角转化”关系，是推断含硅化合物推断题的重要突破口，其转化关系如下图：变式训练2 已知Si能与HF溶液和NaOH溶液反应：
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
又知硅及其化合物间存在如图所示关系：其中A是制造芯片的主要原料，F是一种气态含硅化合物，E是普通玻璃的主要成分。
试回答下列问题：
(1)写出A、B、D的化学式：A__________，B________，
D__________。
(2)写出B→C反应的离子方程式
____________________________。
(3)若B生成E的反应条件是高温，其化学方程式为
____________________________。解析：A是芯片的主要成分，所以A是Si，F为SiF4气体。B为SiO2，A或B都可以生成C。根据题给信息，C应为Na2SiO3，D为H2SiO3，又由于B→E的条件是高温，E是玻璃的主要成分，又不是Na2SiO3，所以E应是CaSiO3。探究整合应用硅及二氧化硅的性质
由于硅、二氧化硅都有着非常重要的应用，所以围绕硅和含硅化合物具有的性质、硅及其化合物之间的转化，以及硅的制备和应用等命题，成了近几年考试的热点。 含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
(1)易与C发生化学反应的酸是__________，该化学反应的重要应用是______________。(2)将C与纯碱混合，在高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成CO2；将全部的CO2与全部的D在足量的水中混合后,又发生化学反应，生成含A的化合物F。写出生成D和F的化学方程式：____________________________，
____________________________。
(3)100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g 该混合物中，CaCO3的质量分数是______________。
