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1、第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅第2课时一、三维目标：1知识与技能使学生了解硅的用途。使学生掌握硅酸盐的性质。使学生掌握硅酸盐工业的原理。2过程与方法通过对硅和硅酸盐知识的学习，培养学生的学习兴趣。3情感与态度通过对硅和硅酸盐知识的学习，培养学生了解一些重要的新型无机非金属材料。通过对硅和硅酸盐的学习，激发学生热爱自然，热爱化学。二、教学重点：硅和硅酸盐的性质。三、教学难点：硅酸盐工业及相关产品的知识。四、教学过程：1学案导学1硅酸盐概述：硅酸盐是由 、和组成的化合物的总称，硅酸盐是一大类结构复杂的固体物质，大多数溶于水，化学性质。最简单的硅酸盐是硅酸钠，其水溶液俗称可作
2、肥皂填料、木材剂及黏胶剂，也是制备胶的原料。答案硅、氧、金属、不、稳定、水玻璃、防火、硅土壤胶体胶体颗粒外表积大，带负电，有保肥作用，土壤胶体的胶粒带电荷。从古至今，人类创造性地生产出了几大类硅酸盐产品、等，它们是使用量最大的无机非金属材料。答案负、玻璃、陶瓷、水泥。2硅的概述：单质硅分形硅和晶体硅，晶体硅的结构与相似，它是有光泽色固体。它熔点、硬度、导电性介于导体和绝缘体之间。答案无定、金刚石、金属、灰黑、高、大。2难点突破：1有关硅的知识结构图2金刚砂：SiC俗称金刚砂是硅与碳的化合物，是硬度很大的原子晶体。其晶体的空间结构类似金刚石，只是在其结构中碳原子和硅原子是交替排列的。金刚砂可用作
3、砂纸、砂轮的磨料。至此，我们所遇到的原子晶体已经有四种了：金刚石、晶体硅、二氧化硅晶体、金刚砂。3硅酸盐工业：粘土：化学成分主要是：Al2Si2O5(OH)4，土壤胶体一般带负电荷，具有保肥能力。水泥：硅酸三钙：3CaOSiO2硅酸二钙：2CaOSiO2铝酸三钙：3CaOAl2O3玻璃：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。书写时，应把金属元素的氧化物写在前面，假设有多种金属元素，按活泼性依次减弱的顺序写出其氧化物，然后写SiO2，最后写H2O，且各氧化物之间要用“隔开。如： Na2SiO3 Na2OSiO2Al2
4、Si2O5OH4Al2O32SiO22H2O硅酸盐产品简介：产品主要原料主要设备反响条件主要反响或主要成分主要性质水泥粘土、石灰石、(石膏)适量水泥回转窑高温硅酸三钙：3CaOSiO2硅酸二钙：2CaOSiO2铝酸三钙：3CaOAl2O3水硬性玻璃纯 碱石灰石石 英玻璃窑高温Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2成分：Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2种类特性用途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等光学玻璃透光性能好，有折光和色散
5、性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢等钢化玻璃耐高温、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4硅在高新技术中的应用硅以化合态存在于自然界，硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里；硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。物理性质：熔、沸点高，硬度大，半导体。硅化学性质： Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+O2SiO2硅半导体是集成电路的主要材料。据估计在21世纪内,硅仍然会占半导体材料的95%以上
6、。石英的主要成分是SiO2,可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。此外,由于SiO2的结构不同也会使石英产生不同颜色。纯洁的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。光导纤维从高纯度的二氧化硅或称石英玻璃熔融体中，拉出直径约100 m的细丝，称为石英玻璃纤维。玻璃可以透光，但在传输过程中光损耗很大，用石英玻璃纤维光损耗大为降低，故这种纤维称为光导纤维，是精细陶瓷中的一种。利用光导纤维可进行光纤通信。激光的方向性强、频率高，是进行光纤通信的理想光源。硅谷(Silicon Valley)是美国新兴的高技术产业开发区，电子
7、技术研究中心和计算机生产的重要基地。硅谷位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端的圣克拉拉县Santa Clara。20世纪60年代以来，苹果电脑公司带动了其他企业，使硅谷迅速开展，高技术企业约有2 600家。90年代后成为美国多媒体产业的发源地。硅谷在开展过程中得到了该地区斯坦福大学技术上的扶持，是教育与技术相结合的典范。石英的主要成分是SiO2，可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物，它们以溶解状态存在于石英中，呈各种颜色。此外，由于SiO2的结构不同也会使石英产生不同颜色。3典例剖析1以下两个反响的反响原理是否存在矛盾 为什么 Na2SiO3CO2H2OH2SiO3Na2CO3s
8、iO2Na2CO3Na2SiO3CO2解析该题从反响之所以能够发生的条件出发，在水溶液中、温度等条件考虑。答案此题利用CO2、SiO2、Na2SiO3、H2CO3、H2SiO3等化合物的性质，考查同学们的逻辑推理能力以及思维的敏捷性和深刻性。反响是在溶液中进行的反响，反响之所以能够发生，是由于酸性H2CO3H2SiO3，反响符合“强酸制弱酸的复分解反响原理；而反响是在高温熔融状态下的反响，由于CO2可从熔融体中逸出，使得反响可以发生，而与酸性H2CO3H2SiO3无关，不矛盾。五、达标检测：1以下表达正确的选项是 A硅能与氯气化合生成四氯化硅，碳也能与氯气化合生成四氯化硅B硅酸盐及其制品性质稳
9、定，熔点高，都难溶于水C玻璃是由硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅熔合成的晶体D氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，但它不是高温结构陶瓷2给以下溶液中通入CO2气体，不可能产生沉淀的是 A氯化钙和硝酸钡的混合液 B稀的水玻璃C偏铝酸钠溶液 D碳酸钠饱和溶液3应用带胶塞的玻璃试剂瓶保存的溶液是 A烧碱 B 硫酸钠溶液 C水玻璃 D 浓硫酸4纯洁的碳酸氢钙试样在高温下分解，当剩余的固体物质质量为原试样质量一半时，碳酸氢钙的分解率是A50B75C92.7D1005物质A是一种高熔点化合物，不溶于H2SO4、硝酸，却溶于氢氟酸；C是一种气体；D是白色胶状沉淀；E是白色固体。A、B、C、D、E之间的转化如右图，试推断：A_；B_；C_；D_；E_。6有A、B、C、D四种含硅元素的物质，它们能发生如下反响：1C与烧碱溶液反响生成A和水；2A溶液与钙盐溶液反响生成白色沉淀D；3B在空气中燃烧生成C;4C在高温下与碳酸钙反响生成D和一种气体；5C在高温下与碳反响生成单质B。根据上述变化，写出A、B、C、D的化学式。参考答案：1A、C2A3A、C4D5SiO2Na2SiO3CO2H4SiO4H2SiO36Na2SiO3SiSiO2CaSiO3