高中化學(xué)專題從礦物到基礎(chǔ)材料含硅礦物與信息材料蘇教必修PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1高中化學(xué)專題從礦物到基礎(chǔ)材料含硅礦高中化學(xué)專題從礦物到基礎(chǔ)材料含硅礦物與信息材料蘇教必修物與信息材料蘇教必修新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測內(nèi)容索引第1頁/共32頁新知導(dǎo)學(xué)第2頁/共32頁1.硅酸鹽的概念硅酸鹽的概念由 、 和金屬組成的化合物的總稱。2.硅酸鹽組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。例如：硅酸鈉(Na2SiO3)：；長石(KAlSi3O8)： 。硅一、硅酸鹽與硅酸鹽產(chǎn)品氧Na2OSiO2K2OAl2O36SiO2第3頁/共32頁3.最簡單的硅酸鹽最簡單的硅酸鹽Na2SiO3硅酸鈉是一種 色固體，能溶于水，其水溶液俗稱 。用Na2SiO3溶液浸泡過的棉花不易燃燒，體現(xiàn)它

2、具有 的功能，因此可作 。按要求完成下列實(shí)驗(yàn)：(1)在盛有飽和硅酸鈉溶液的試管中，滴加23滴酚酞溶液，觀察到的現(xiàn)象是 ；再滴加稀鹽酸，觀察到的現(xiàn)象是_ ，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_ 。(2)若將少量二氧化碳通入飽和硅酸鈉溶液中，觀察到的現(xiàn)象是_ ，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_ 。白水玻璃阻燃防火劑溶液變?yōu)榧t色溶液由紅色變?yōu)闊o色，有白色膠狀沉淀生成Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl有白色膠狀沉淀生成Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3相關(guān)視頻第4頁/共32頁第5頁/共32頁硅酸鹽產(chǎn)品原料主要設(shè)備主要成分水泥 、黏土水泥回轉(zhuǎn)窯硅酸二鈣 2CaOSiO2、硅酸三鈣 3CaOSiO2、鋁

3、酸三鈣 3CaOAl2O3玻璃_玻璃熔爐普通玻璃Na2OCaO6SiO2陶瓷黏土 Al2O32SiO22H2O4.三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品石灰石純堿、石灰石、石英第6頁/共32頁1.用氧化物的形式表示硅酸鹽組成的方法用氧化物的形式表示硅酸鹽組成的方法(1)將硅酸鹽中所有元素都寫成氧化物(二氧化硅和氧化物組合)。氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水。(2)氧化物之間以“”隔開。(3)在氧化物前面按化學(xué)式中的比例添加數(shù)字。(4)書寫原則：硅酸鹽中各元素化合價(jià)及原子個(gè)數(shù)比保持不變。歸納總結(jié)歸納總結(jié)第7頁/共32頁2.硅酸鈉及硅酸硅酸鈉及硅酸(1)硅酸鈉：化學(xué)性質(zhì)

4、相對穩(wěn)定，不易腐蝕，不能燃燒，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，其水溶液呈堿性，能與酸反應(yīng)，其離子方程式為。(2)硅酸是難溶于水的弱酸，其酸性比碳酸弱。硅酸不能使紫色石蕊溶液變紅色。硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解： 。硅酸能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)： 。SiO 2H=H2SiO3H2SiO3 H2OSiO22NaOHH2SiO3=Na2SiO32H2O第8頁/共32頁提醒提醒硅酸鹽氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示結(jié)構(gòu)，不能認(rèn)為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。3.工業(yè)上制普通玻璃的主要反應(yīng)工業(yè)上制普通玻璃的主要反應(yīng)第9頁/共32頁例例1 青花瓷中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷

5、中所用顏料成分一直是個(gè)謎，近年來科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為2價(jià))。下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是A.可用氧化物形式表示為BaOCuO2SiO2B.性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C.易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿D.x等于6答案解析第10頁/共32頁解析解析“硅酸銅鋇”能穩(wěn)定存在說明其性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色，不易與酸、堿反應(yīng)?！肮杷徙~鋇”中Ba為2價(jià)，Cu為2價(jià)，Si為4價(jià)，則x6，用氧化物形式表示為BaOCuO2SiO2，A、B、D均正確。第11頁/共32頁例例2 下列關(guān)于硅酸鹽產(chǎn)品的說法正確的是A.玻璃、水泥屬于硅酸鹽產(chǎn)品，陶瓷不屬于硅酸鹽產(chǎn)品B.普通玻璃的組成可表示為Na

6、2SiO3CaSiO34SiO2C.生產(chǎn)水泥的主要原料是純堿、石灰石和石英D.生產(chǎn)玻璃的主要原料是黏土、石灰石答案解析解析解析陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸鹽產(chǎn)品；普通玻璃的組成不僅可用Na2OCaO6SiO2表示，還可表示為Na2SiO3CaSiO34SiO2；生產(chǎn)水泥的主要原料是黏土、石灰石；生產(chǎn)玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英。第12頁/共32頁1.二氧化硅二氧化硅(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)物理性質(zhì)：熔、沸點(diǎn) ，硬度 ， 溶于水。(3)化學(xué)性質(zhì)：酸性氧化物的通性：與NaOH溶液反應(yīng)： ；與堿性氧化物(CaO)反應(yīng)： 。特性：與氫氟酸反應(yīng)：SiO24H

7、F=SiF42H2O。(4)用途：制作光學(xué)鏡片、 ，還可用于制作 。高大二、二氧化硅與信息材料不2NaOHSiO2=Na2SiO3H2OCaOSiO2 CaSiO3石英坩堝光導(dǎo)纖維第13頁/共32頁2.硅硅(1)物理性質(zhì)：晶體硅是一種帶有金屬光澤的灰黑色固體，根據(jù)其結(jié)構(gòu)分析可知，晶體硅熔點(diǎn)高、硬度 、有脆性。晶體硅的導(dǎo)電性介于 之間，是良好的 材料。(2)化學(xué)性質(zhì)：硅原子最外層有4個(gè)電子，得失電子都較難，化學(xué)性質(zhì) 。常溫下，除與F2、HF和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)外，硅不與其他物質(zhì)(如強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化劑)反應(yīng)。加熱時(shí)，硅能與O2、Cl2、C發(fā)生化合反應(yīng)。大導(dǎo)體和絕緣體半導(dǎo)體不活潑第14頁/共32頁(3)硅的工

8、業(yè)制法粗制：制備原理： (隔絕空氣條件下進(jìn)行，C過量)。氧化劑： ，還原劑： 。精制：將粗硅(含雜質(zhì)較多)與Cl2在高溫下反應(yīng)生成SiCl4。SiCl4經(jīng)提純后再用H2還原，即得高純硅，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ ， 。SiO22C Si2COSiO2CSi2Cl2SiCl4SiCl42H2 Si4HCl第15頁/共32頁二氧化硅的性質(zhì)二氧化硅的性質(zhì)1.碳與硅、二氧化硅與二氧化碳性質(zhì)差別較大的原因是結(jié)構(gòu)不同。2.SiO2是酸性氧化物，但它不溶于水，不與水反應(yīng)，也不與酸(氫氟酸除外)反應(yīng)。SiO2 H2SiO3需間接實(shí)現(xiàn)，如SiO2 SiO H2SiO3。3.SiO2晶體中不存在SiO2分子，Si

9、O2表示二氧化硅中Si原子和O原子個(gè)數(shù)比為12的化學(xué)式。4.可以用玻璃瓶盛放堿液但不能用玻璃塞。原因是玻璃中含有SiO2，SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3，使瓶口與瓶塞黏在一起而難以開啟。歸納總結(jié)歸納總結(jié)第16頁/共32頁5.Si、SiO2的轉(zhuǎn)化關(guān)系第17頁/共32頁例例3 關(guān)于二氧化硅，下列敘述正確的是_(填序號(hào))?；瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，熔融氫氧化鈉固體可用石英坩堝是酸性氧化物，溶于水顯酸性，不溶于任何酸物理性質(zhì)與CO2相似SiO2晶體是由SiO2分子直接組成的水晶、石英、沙子、瑪瑙、光導(dǎo)纖維的主要成分均是SiO2光導(dǎo)纖維在強(qiáng)堿性條件下易發(fā)生“斷路”答案解析第18頁/共32頁解析解析S

10、iO2晶體是由原子構(gòu)成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，SiO2與NaOH發(fā)生反應(yīng)，熔融NaOH固體不能用石英坩堝，不正確；SiO2屬于酸性氧化物，與H2O不反應(yīng)，但能與HF反應(yīng)，不正確；SiO2與CO2結(jié)構(gòu)不同，物理性質(zhì)差別很大，不正確；SiO2晶體是由Si、O原子構(gòu)成的，不含SiO2分子，不正確；正確；光導(dǎo)纖維主要成分為SiO2，SiO2與堿反應(yīng)，因此易發(fā)生“斷路”，正確。第19頁/共32頁關(guān)于上述反應(yīng)的分析不正確的是A.3個(gè)反應(yīng)都是置換反應(yīng)B.高溫下，焦炭與氫氣的還原性均強(qiáng)于硅C.任一反應(yīng)中，每消耗或生成28 g硅，均轉(zhuǎn)移4 mol電子D.提純SiHCl3采用的方法是分液例例4 晶體硅是一種

11、重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：答案解析第20頁/共32頁解析解析高溫下焦炭能將SiO2還原為Si，H2能將SiHCl3還原為Si，B項(xiàng)正確；硅在化合物中顯4價(jià)，消耗或生成1 mol Si，則轉(zhuǎn)移4 mol 電子，C項(xiàng)正確；SiHCl3中含有少量的SiCl4(和HCl)，它們的沸點(diǎn)有明顯差異，用蒸餾(或分餾)的方法提純，D項(xiàng)不正確。第21頁/共32頁1.硅酸：一種不溶于水的酸，不能由SiO2與H2O反應(yīng)制得。2.SiO2與硅兩種物質(zhì)的重要用途：SiO2是光導(dǎo)纖維的主要成分；硅是半導(dǎo)體材料。3.熟記三個(gè)化學(xué)方程式(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O；(2)SiO24HF=Si

12、F42H2O；(3)Na2SiO3CO2(少量)H2O=H2SiO3Na2CO3。學(xué)習(xí)小結(jié)第22頁/共32頁達(dá)標(biāo)檢測第23頁/共32頁1.華裔科學(xué)家高錕因在“光學(xué)通信領(lǐng)域光在光導(dǎo)纖維中傳輸”的研究方面所取得的開創(chuàng)性成就獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。光導(dǎo)纖維的主要成分是A.Si B.SiO2 C.Na2SiO3 D.SiCl4解析解析光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2。12345答案解析6第24頁/共32頁解析解析SiO2可以跟氫氟酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO24HF=SiF42H2O，所以A不正確；二氧化硅中不存在SiO2分子，所以B不正確；硅酸的酸性比碳酸弱，且不溶于水，所以C不正確。2.下列說法正確

13、的是A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟堿反應(yīng)，但不能與任何酸反應(yīng)B.二氧化硅分子由1個(gè)硅原子和2個(gè)氧原子構(gòu)成C.硅酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)，且硅酸不溶于水D.CO2與SiO2均具有氧化性，可作氧化劑12345答案解析6第25頁/共32頁3.下列關(guān)于玻璃的敘述正確的是A.制普通玻璃的原料主要是純堿和石英B.普通玻璃的主要成分不是二氧化硅C.玻璃是幾種成分熔化在一起的晶體，有固定的熔點(diǎn)D.過量的泥沙、純堿和石灰石熔融后生成玻璃解析解析普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅，是一種混合物，沒有固定的熔點(diǎn)。12345答案解析6第26頁/共32頁4.下列溶液中碳酸鈉溶液、氫氟酸、氫氧化鈉溶液、氯化鈉

14、溶液，可以盛放在玻璃試劑瓶中但不能用磨口玻璃塞的是A. B. C. D.解析解析項(xiàng)中溶液呈堿性，不能與光滑的玻璃反應(yīng)，但能與磨口玻璃裸露的SiO2反應(yīng)，生成的硅酸鈉溶液是一種礦物膠，具有良好的黏結(jié)性，易使瓶塞與瓶壁粘在一起而難以開啟；氫氟酸能腐蝕玻璃，不能用玻璃試劑瓶盛放。12345答案解析6第27頁/共32頁5.右圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是A.SiO2屬于兩性氧化物B.酸性：H2SiO3H2CO3C.硅膠吸水后可重復(fù)再生D.圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)解析解析SiO2是酸性氧化物；酸性：H2CO3H2SiO3；圖中有的轉(zhuǎn)化反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，如SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)。12345答案解析6第28頁/共32頁6.由石英制取硅膠，經(jīng)歷以下三步，試寫出每步反應(yīng)的化學(xué)方程式(是離子反應(yīng)的，寫出離子方程式)。(1)用NaOH(aq)溶解石英：_。解析解析石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，與堿反應(yīng)生成鹽和水：2NaOHSiO2=N