必修1专题3第三单元同步教学课件-3.3 含硅矿物与信息材料 (共.ppt

[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。

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
特性 透光性能好、有折 光性和色散性。
利用互联网，搜索etype:ppt 关键词 找出来的资料就全部是PPT文档 filetype:doc 关键词 找出来的资料就全部是word文档 ……
记不住， 就点击这
里
——单击“控件工具箱”上的“属性”按钮，打 开属性对话框。
——选择“自定义”，单击“浏览”按钮，在弹 出的对话框中的“Movie URL”中输入. swf文件路 径及名称，并调整“play”，“quality”，“loop” 等其它属性。
往PPT中插入Flash动画
VRML虚拟现实使用介绍
Walk按钮：漫步按钮，这是缺省的用户观察方式，使用漫步方式时，在窗口 中按下鼠标左键拖动，可以进行观察者前进、后退、左右 转等观察行为。
三.传统的硅酸盐产品
水泥回转窑
含硅矿物与信息材料
主要性质
水硬性
原料 石灰石、黏土、辅助原料(包括石膏)
水
设备 水 泥 回 转 窑
泥
反应条件 高温
水泥 成分
硅酸三钙 3CaO·SiO2 、 硅酸二钙 2CaO·SiO2 、 铝酸三钙 3CaO·Al2O3
几种常见的水泥制品
名称 原料 用途
水泥 砂浆 水泥 沙子 水 建筑 粘合剂
ybzhuang@
这些 都是
PPT 哦
返回
图片处理
硅酸盐组成的表示方法

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

注意:①改写前后原子个数比不变;②化学计量数为分数时化为整数。 3.Na2SiO3 的性质:硅酸钠(Na2SiO3)可溶于水,其水溶液俗称“水玻璃”, 是建筑行业经常使用的一种黏合剂。经水玻璃浸泡过的木材、纺织品既耐
腐蚀,又不易着火。
首页
Z 自主预习 IZHU YUXI
K 课堂互动 ETANG HUDONG
。 。
。(填物质的分类)
解析:由题意可知,矿石中镁、硅、氧元素的原子个数比为 N(Mg)∶N(Si)∶
N(O)=1224
∶
7 28
∶
1166=2∶1∶4,故盐的化学式为
Mg2SiO4,其氧化物形式为
2MgO·SiO2。 答案:(1)Mg2SiO4 (2)2MgO·SiO2 (3)硅酸盐
把硅酸盐改写为氧化物的格式为 a 金属氧化物·bSiO2·cH2O, 书写时注意各元素原子的个数比要保持不变。
首页
Z 自主预习 IZHU YUXI
K 课堂互动 ETANG HUDONG
S 随堂练习 UITANG LIANXI
探究点ห้องสมุดไป่ตู้ 探究点二
探究点二 硅酸盐产品
水泥和玻璃的比较: 硅酸盐产品 水泥 主要设备 水泥回转窑
原料
石灰石和黏土
玻璃 玻璃熔炉 纯碱、石灰石、 石英(过量)
Na2CO3+SiO2
反应原理
S 随堂练习 UITANG LIANXI
探究点一 探究点二
【例题 2】下列有关说法正确的是( ) A.水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料都不溶于水,所以所有的硅酸盐都不 溶于水 B.水泥的主要成分有硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)及其 他一些成分,所以硅酸盐都是氧化物 C.陶瓷分为土器、陶器、瓷器、炻器,与原料黏土的纯度有关 D.普通玻璃是透明的,所以硅酸盐也是透明的 解析:在硅酸盐中硅酸钠是易溶于水的,硅酸盐是盐不是氧化物。硅酸 盐的种类很多,像水泥、陶瓷等都是不透明的,所以只有选项 C 所说的是正 确的。 答案:C

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。

铝
氧
铁
48.60%
钙
钠
钾
镁
氢
硅
其他
26.30%
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 锆石矿与锆石首饰(ZrO2·SiO2) 酸 盐 矿 物
红柱石与红柱石饰物
钙铝石榴子石(CaO·Al2O3·3SiO2)
镁橄榄石 (2MgO·SiO2 )
沸石白绿N白正云a矽柱2榴长(母硬线A石石石lK玉石SBAKKialNAAA233aOAlllSA6lSS2i)lS2ii32S(iO232iSOOO1H06i685(2O2OO1O8H6))2
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。
变色玻璃 光学玻璃
钢 化 玻 璃
防火 防弹 玻璃
主要性质 无固定熔点
原料 纯碱、石灰石、石英
玻 璃 设备 玻璃熔炉
反应条件
高温
成分 Na2O·CaO·6SiO2
主要反应：
Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑
普通玻璃
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
简
钢化玻璃
50Km，保密性能好。
介
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 。

【答案】 D
课 堂 互 动 讲 练
探 究 整 合 应 用 知 能 优 化 训 练
山东水浒书业有限公司·
优化方案系列丛书
专题3
从矿物到基础材料
课 前 自 主 学 案
变 式 训 练 1 钾 长 石 (KAlSi3O8) 风 化 生 成 高 岭 土 [Al2Si2O5(OH)4]时反应的离子方程式为： 2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O=== 2K＋＋2HCO－ 3 ＋4H2SiO3＋Al2Si2O5(OH)4 (1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式： ①KAlSi3O8_______________________________； ②Al2Si2O5(OH)4_____________________。 (2)上述反应能够发生的原因是________________。
课 前 自 主 学 案
水泥和玻璃生产方法的比较
水泥
主要 设备 水泥回转窑
玻璃
玻璃熔炉
课 堂 互 动 讲 练
原料 石灰石和黏土 纯碱、石灰石和石英(过量)
探 究 整 合 应 用 知 能 优 化 训 练
反应 条件
高温
高温
山东水浒书业有限公司·
优化方案系列丛书
专题3
从矿物到基础材料
山东水浒书业有限公司·
优化方案系列丛书
专题3
从矿物到基础材料
课 前 自 主 学 案
2．玻璃 纯碱 、________ 石灰石 和______ 石英 。 (1)原料：______ (2)设备：__________ 玻璃熔炉 。 Na2O· CaO· 6SiO2 。 (3)组成：__________________
山东水浒书业有限公司·
课 堂 互 动 讲 练

• 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

现代信息材料2——半导体（Si）
硅的制取及提纯

Si（粗）
Cl2 高温
2B8CB5l.39
HCl↑
SiCP l4 330.5
3P7FC4el.34
H2 高温
Si（纯）
（99.9999999%）
F5eC8Cu8l3
CuCl2 12C66
SiC 2973
SCiC 5100
实验指导：操作一定要注意安全、规范
）
根据你所学的知识，推测试剂X、Y可能是什么？请根据实验室提
供的药品，设计实验探究你的设想是否可行？
实验探究一
实验探究二
石英砂能否溶于试剂X？
溶解液遇试剂Y是否发生沉淀？
若不溶解，则重新设计实验方案；若Y不止一种方案，请将溶解液
若溶解，则进入实验探究二。 平分后，做平行实验。
实际生产工艺流程如下：
N试a2C剂OX3
石英砂 （SiO2约90%）
N碱a2S溶iO3
试H2剂SOY4 沉H2淀SiO3
灼烧
碱熔：SiO2＋Na2CO3
高温
═
Na2SiO3＋CO2↑
沉淀：Na2SiO3＋H2SO4 ═ H2SiO3↓＋ Na2SO4
灼烧：H2SiO3
高温
═
SiO2＋H2O
产品 （SiO2>96%
）
水玻璃
第三单元 含硅矿物与信息材 料
丁达尔效应
光的全反射现象
现代信息材料1——光导纤维
光导纤维在医学领域的应用——内窥镜
光导纤维在通信领域的应用——光缆
高锟（1933.11.4－），出生于江苏省金山县，香港中文大学前校长。 因在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”做出突破性成 就，获颁2009年诺贝尔物理学奖。被誉为“光纤通讯之父”。