4.1.2 硅酸盐与无机非金属材料 学案

4.1.2 无机非金属材料的主角——硅【学习目标】了解硅酸盐的组成及用氧化物表示的方法。

掌握硅酸钠的性质其用途，掌握硅酸的实验室制取方法及原理，了解常见酸的强弱顺序及其强酸制弱酸的规律。

了解硅的结构、物理性质、工业制取方法及用途。

【自主学习】1．硅酸盐（1）①概念②结构③物性（2）硅酸盐组成的表示①硅酸盐结构复杂，常以氧化物形式表示（但不认为它们的成分就是氧化物）具体方式及前后顺序如下：m低价金属氧化物· n高价金属氧化物· xSiO2· yH2O（式中m、n、x、y为系数。

当金属的价态相同时，按活泼性强弱“先强后弱”来写。

（3）硅酸盐的性质①硅酸盐除钾、钠、铵盐外，大多溶于水，化学性质很。

②最简单的硅酸盐——硅酸钠是一种于水的盐，其水溶液俗称，是制备和木材防火剂等的原料。

盛放水玻璃的试剂瓶不能用塞。

同理，盛放氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液的试剂瓶也不能用塞，而用塞。

水浸过的滤纸或小木条在火焰上灼烧，当水分蒸发后就，硅酸钠浸过的纸或小木条在火焰上灼烧，当水分蒸发后燃烧。

说明硅酸钠能耐，不能，可以用作剂。

③写出方程式：水玻璃中通入二氧化碳：。

水玻璃中滴入稀盐酸：。

2．硅酸盐产品（1）水泥①主要原料：和。

②主要设备：（2）普通玻璃①主要原料：、和。

②主要设备：。

（3）陶瓷①主要原料：。

②生产过程：原料混合—高温烧结等。

3．硅单质①单质硅的存在形式和晶体结构特点 ②物理性质 ③化学性质 ④重要用途：【预习感悟】化学计量数出现分数时，要化为整数，如:21K 2O ·21Al 2O 3·3SiO 2改写为： K 2O ·Al 2O 3·6SiO 2 硅钠石（Na 2SiO 3）： 石棉（CaMg 3Si 4O 12）： 长石(KAlSi 3O 8)： 普通玻璃的大致组成： 水泥的主要成分： 黏土的主要成分： 『及时训练』1．下列关于硅的说法中不正确的是 （ ）A ．硅是非金属元素，但它的单质硅晶体是灰黑色有金属光泽的固体B ．硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体C ．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应D ．加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应2．P80 1、8、9、10、11『预习困惑』【课堂学习】1. 硅酸的性质和制取：①物理性质：②化学性质：酸性比盐酸 比碳酸 （填“强”或“弱”）③硅酸的实验室制取：反应原理：（用化学反应方程式表示）硅酸钠与盐酸反应： 。

第2课时硅酸盐与无机非金属材料学习目标定位：1.能知道传统的硅酸盐制品和一些新型无机非金属材料在生产、生活中的主要应用。

2.体会组成材料的物质的性质与材料性能的密切关系；认识新材料的开发对社会生产、生活的重要影响，学会关注与化学有关的社会热点问题，激发学习化学的热情。

知识点一硅酸硅酸盐【探究活动】1．硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分。

自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的5%。

硅酸盐含有的元素包括硅、氧和金属元素。

(1)性质硅酸盐性质________，熔点______，大都____溶于水。

(2)表示方法硅酸盐的组成比较复杂，常用氧化物的形式表示。

例如：硅酸钠(Na2SiO3)可表示为________，钠长石(NaAlSi3O8)可表示为________________________。

2．硅酸为白色粉末状固体，不溶于水，其酸性比碳酸还弱(也可由硅的非金属性比碳弱推出)，其化学式为H2SiO3。

SiO2是其酸酐，但SiO2不溶于水，所以不能用SiO2与水直接反应制得H2SiO3，而只能用可溶性硅酸盐与酸反应制得。

试写出硅酸钠溶液中滴加稀盐酸发生反应的化学方程式：____________________________________________________________________。

【学以致用】1．高岭土的组成是：Al2Si2O x(OH)y，其中x、y的数值分别是()A．7、2 B．5、4 C．6、3 D．3、62．用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是()A．钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB．镁橄榄石Mg2SiO4表示为MgO·SiO2C．正长石KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·3SiO2D．高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为Al2O3·SiO2·2H2O知识点二传统无机非金属材料【探究活动】陶瓷在我国有悠久的历史，唐朝时的“唐三彩”，宋朝时的“钧瓷”等闻名于世，流传至今。

郑裕彤中学2016学年化学必修一导学案（24）高一班姓名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4.1.2《硅酸盐和硅单质》导学案【明确学习目标】1、了解硅单质、硅酸盐的物理性质和用途，掌握主要硅酸盐的化学性质。

（学习重点）2、知道一些无机非金属材料及其制法。

【相关知识点回顾】单质碳的存在形式有哪些？主要性质如何？【预学能掌握的内容】二、硅酸盐1、硅酸盐的含义：硅酸盐是由组成的化合物的总称。

硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多数硅酸盐溶于水，化学性质。

2、Na2SiO3的物理性质：溶于水，其水溶俗称，是制备和等的原料。

3、无机非金属材料：（1）陶瓷是以为原料，经而成的；（2）普通玻璃是以为原料，经、，在中熔融制得的；（3）普通水泥是以为主要原料，经、后在中煅烧，再加入适量，研成细粉而得。

（4）特殊功能的含硅材料：①碳化硅，俗称，化学式为，硬度大，可用作；②含4%硅的硅钢具有性，主要用作；③人工合成的硅橡胶是最好的橡胶，用于；④人工制造的分子筛，主要用作。

三、硅单质晶体硅是具有光泽的固体，熔点，硬度，有性，由于晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的材料。

【预学中的疑难问题】二、硅酸盐【实验探究】完成课本P77“实验4－2”，讨论并小结硅酸钠的主要性质和用途。

取两个小木条或滤纸条，分别放入蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液）后，同时分别放置在酒精灯外焰处。

观察现象。

〖交流探究〗硅酸盐组成的表示方法：(1)将硅酸盐中所有元素都写成氧化物。

氧化物的书写顺序：相对的活泼金属氧化物●相对不活泼金属氧化物●二氧化硅●水(2)氧化物之间以“●”隔开。

(3)在氧化物前面按化学式中的比例添加上系数。

结合课本P77“资料卡片”，把下列硅酸盐改写成氧化物形式：硅酸钠（Na2SiO3）：钾长石（K2Al2Si6O16）：蛇纹石（Mg3H4Si2O9）：_______________________________________高岭石（Al2H4Si2O9）：________________________________________三、硅单质[探究活动]阅读课本第79-80页：[归纳总结]晶体硅的结构和性质：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

第2课时 硅酸盐与无机非金属材料1.水玻璃是Na 2SiO 3的水溶液，有黏性，常用作矿物胶。

2．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥和陶瓷。

3．新型无机非金属材料包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。

4．玻璃的成分为：Na 2SiO 3、CaSiO 3、SiO 2；水泥的成分为：3CaO·SiO 2、2CaO·SiO 2、3CaO·Al 2O 3。

5．两个化学方程式：CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2↑， Na 2CO 3＋SiO 2=====高温 Na 2SiO 3＋CO 2↑。

1．我们已学过的材料有哪些？提示：金属材料、硅酸盐材料、有机高分子材料、复合材料。

2．玻璃属于什么材料？ 提示：硅酸盐材料。

3．塑料属于什么材料？ 提示：有机高分子材料。

[新知探究]探究1 玻璃(1)主要原料：纯碱、石灰石、石英。

(2)主要反应：⎩⎪⎨⎪⎧Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2↑对应学生(3)产品成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。

探究2水泥(1)主要原料：黏土、石灰石。

(2)产品成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙。

探究3陶瓷原料：黏土。

[必记结论](1)硅酸盐除Na2SiO3、K2SiO3易溶于水，其他都难溶于水。

(2)Na2SiO3水溶液俗称水玻璃，有黏性，常用作矿物胶。

(3)玻璃、水泥、陶瓷均为硅酸盐材料，不溶于水。

(4)水泥有水硬性，石膏的主要作用是调节水泥的硬化速度。

(5)玻璃属于混合物，没有固定熔点。

(6)钢化玻璃的成分与普通玻璃的成分相同。

[成功体验]1．(好题共享·选自人教版教材P80·T1)有下列物品或设备：①陶瓷餐具②砖瓦③水泥路桥④门窗玻璃⑤水晶镜片⑥石英钟表⑦玛瑙手镯⑧硅太阳能电池⑨石英光导纤维⑩计算机芯片。

高一化学4.1.2无机非金属材料的主角—硅学习目标：1、了解硅的一此简单性质，知道硅酸钠的一些简单性质。

2、对硅酸盐工业及一些产品有大致印象。

3、进一步认识化学与生产、生活实际的联系。

学习重点认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关。

学习过程：上一节我们学到的硅酸钠，是一种可溶性的硅酸盐，而其他硅酸盐多数是不溶于水的。

硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分。

二.硅酸盐1、硅酸盐定义：2、硅酸钠实验：取两根一样的干燥布条(其中一根在硅酸钠溶液中浸过)在火焰上燃烧。

回答：两根布条燃烧的情况一样吗？现象有何不同？结论：不一样。

一根很容易燃烧，一根不燃。

思考：是什么原因造成了这样的差别呢？［讲解］不燃的布条是由于我预先在硅酸钠溶液中浸泡并晒干的。

这也是硅酸钠的用途之一。

硅酸钠的水溶液俗名“水玻璃”，其用途很广，建筑工业及造纸工业用它做粘合剂。

木材或织物用水玻璃浸泡过后既防腐又不易着火。

浸过水玻璃的鲜蛋可以长期保存。

水玻璃还用作软水剂，洗涤剂和制肥皂的填料。

它也是制硅胶和分子筛的原料。

硅酸钠：水溶液俗称水玻璃，可做肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂。

由于铝与硅在元素周期表位置相邻、离子大小相近，铝离子通常或多或少的置换硅酸盐中的正四价硅，形成铝硅酸盐。

为了保持电中性，回引入其他正离子，从而增大了硅酸盐的丰富性和复杂性。

硅酸盐矿石长期风化会成为粘土，并且生成土壤胶体。

土壤胶体一般带负电荷，能吸附土壤中的铵根离子及钾离子，具有保肥能力。

这是大自然对人类的馈赠，我们应该爱护大地母亲。

我们日常所说的粘土,它的化学成分主要是由Al2Si2O5(OH)4组成。

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。

你了解呢？China的中文意义，三大硅酸盐工业。

应用广泛的硅酸盐工业：3、硅酸盐工业：2硅酸盐产品简介：4、硅酸盐可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成硅酸盐的种类很多，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，如：硅酸钠是一种可溶性的硅酸盐，而其他硅酸盐多数不溶于水，而且结构很复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。

第1节硅无机非金属材料（第二课时）[三维目标]知识和技能1．掌握硅酸钠的用途；2．了解传统硅酸盐产品的用途；3．了解新型无机非金属材料的用途及发展前景。

过程和方法1．在教师的指导下，学生通过看教材、上网查资料的自主学习方法实施教学；2．通过实验，探究物质的用途实施教学。

情感、态度与价值观1．通过对传统无机非金属材料的学习，使学生了解中华民族深厚的文化底蕴，培养学生爱国主义情感；2．通过实验探究，培养学生的观察能力、思维能力和推理能力。

[教学设计]教学重点：使学生真正认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关教学难点：激发学生的求知欲教具准备：普通玻璃、红色玻璃、蓝色玻璃、水、水泥、滤纸、Na2SiO3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、酒精喷灯、坩埚钳、玻璃管、多媒体。

[教学过程][引入新课]同学们，随着我们国家综合实力的提高，“CHINA”，这个名字在全世界的声望也越来越高，这是每个中国人值得骄傲的，“CHINA”这个单词的原意是什么?[学生]瓷器。

[推进新课]对。

中国有着五千年的文化底蕴，是世界上最早制造和使用陶瓷、玻璃等硅酸盐产品的国家，这一点可以从出土的文物得到见证。

这堂课，我们一起来了解一下硅酸盐及其产品——无机非金属材料。

[板书]三、硅酸盐与无机非金属材料[展示]玻璃、水泥、陶瓷、水玻璃。

[讲解]这些都是硅酸盐产品，它们有着悠久的历史，统称传统无机非金属材料。

[板书] 1．传统无机非金属材料[讲解]最简单的硅酸盐是硅酸钠，易溶于水，水溶液俗称水玻璃。

[知识拓展]趣味实验：烧不着的纸准备一张干燥的滤纸、一张浸过饱和硅酸钠溶液且已凉干的滤纸。

请一个学生上台做燃烧实验。

[讲解]烧不着的一张是浸过饱和硅酸钠溶液的，硅酸钠有什么作用?[学生]硅酸钠有防火作用。

[讲解]铁路上铺设的枕木多是用水玻璃浸过的，常年风吹日晒也不腐烂，为什么？[学生]硅酸钠有防腐性。

[讲解]硅酸钠溶液还有一定的黏性，可作黏合剂·[板书] 硅酸钠防火剂、防腐剂、黏合剂[展示]让学生观察盛硅酸钠溶液试剂瓶的瓶塞。

第2课时 硅酸盐与无机非金属材料[目标导航] 1.掌握硅酸盐的化学性质。

2.了解硅酸盐产品和新型无机非金属材料。

一、硅酸盐及传统无机非金属材料1．硅酸盐(1)性质：硅酸盐性质稳定，熔点较高，多数难溶于水。

(2)表示方法：硅酸盐的组成比较复杂，常用氧化物的形式表示。

例如 ：硅酸钠(Na 2SiO 3)Na 2O·SiO 2，钠长石(NaAlSi 3O 8)可表示为Na 2O·Al 2O 3·6SiO 2。

(3)最简单的硅酸盐——Na 2SiO 3Na 2SiO 3—⎪⎪⎪⎪⎪⎪ ――→物理性质⎪⎪⎪ ―→白色固体，易溶于水―→水溶液俗称水玻璃化学性质与酸反应⎪⎪⎪⎪ ――→盐酸 离子方程式：SiO 2－3＋2H ＋===H 2SiO 3↓――→过量CO 2 离子方程式：2CO 2＋SiO 2－3＋2H 2O===2HCO －3＋H 2SiO 3↓――→用途制备硅胶和木材防火剂的原料 2．传统的无机非金属材料——硅酸盐产品二、新型无机非金属材料【练一练】 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)因为Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，所以H 2SiO 3的酸性大于H 2CO 3( )(2)因为硅酸盐能表示成氧化物形式，所以它们是由氧化物组成的( )(3)新型无机非金属材料的成分都不是硅酸盐( )答案 (1)× (2)× (3)×2．回答下列问题：(1)实验室配制好的硅酸钠溶液保存过程中变质的主要原因是___________ _____________________________________________________________，变质现象是_____________________________________________________，相应化学方程式是_______________________________________________________。

〖第4章元素与材料世界〗之小船创作第1节硅无机非金属材料第2课时一、教学目标1、知识与技能：知道几种常见的硅酸盐；进一步认识几种重要无机非金属材料及了解其在生活和生产中的应用，了解玻璃、水泥的生产过程中重要的化学反应。

2、过程与方法：初步具有整理资料，查找资料的能力。

3、情感与价值观：知道我国在无机非金属材料的发展方面为世界所作出的巨大贡献；通过查阅资料，知道无机非金属材料在各个领域的广泛应用，热心关注国家在这方面的发展情况；树立研究与发展新型无机非金属材料的信念；“豆腐渣”工程的探究实践，培养学生的社会责任感。

二、教学重点水泥、玻璃、陶瓷工业的发展及其在现代国民经济中的重要地位；新型无机非金属材料的特点、用途和发展。

三、教学难点学生对信息处理的能力，敢于阐述表现自己，阐述自己的观点；密切关注自身与社会的发展，不做死读书的书呆子，做与社会同行的好公民。

四、教学方法诱思探究、自主归纳五、教学用具多媒体教学平台六、教学过程1.在水泥中加石膏的目的是 ( )A.调节水泥的机械强度B.调节水泥的硬化速度C.降低水泥的成本D.扩大水泥的使用范围2.根据水泥和玻璃的生产，总结出硅酸盐工业的一般特点是:①生成物是硅酸盐；②反应条件是高温；③含有硅的物质作原料；④反应原理是一系列复杂的物理-化学变化( )A.①③B.①②③C.①②③④D.①③④3.下列物质有固定熔点的是 ( )A.玻璃B.水泥C.水玻璃D.Na2O·SiO24.我国及美国、日本等国家都已研制出了一种陶瓷柴油机。

这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料制造的，这种材料是( )A.氧化铝陶瓷B.氮化硅陶瓷C.光导纤维D.玻璃钢5.下列变化属化学变化的是( )A、活性炭使蓝墨水褪色B、用纯碱、石英、石灰石制成玻璃C、玻璃被打碎了 C、玻璃中加入氧化亚铜成为变色玻璃答案：Ｂ、C、D、B、B。

无机非金属材料学案[学习目标]1. 通过阅读和讨论，了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料得生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃得主要成分，感受传统硅酸盐材料在城乡建设中发挥的重要作用。

2. 通过学习，了解新型陶瓷、碳纳米材料等的性能和用途，感受新型无机非金属材料的奇特性能及其在高科技领域所发挥的重要作用3. 结合身边的生活用品、电子产品、建筑物等用到的无机非金属材料，感受化学就在身边，化学材料作用巨大，提高社会责任感[学习过程]一、硅酸盐材料1．硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了_______________，每个Si结合____个O，Si在______，O在四面体的__________;硅氧四面体还可以通过顶角的氧相互连接，每个O为______个四面体所共有，与_____个Si相结合。

2. 硅酸盐的特性硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。

3. 三大传统无机非金属材料陶瓷普通玻璃普通水泥原料___________________________主要原料：_________，辅助原料：适量的石膏设备陶瓷窑___________________________主要成分含水的铝硅酸盐__________________硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)用途建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维等大量用于建筑和水利工程二、新型无机非金属材料1．硅和二氧化硅硅和二氧化硅的用途：高纯硅广泛用于技术和新能源技术等领域；SiO2用于生产。

2．新型陶瓷3、碳纳米材料三、课堂小结请同学们自行绘制思维导图。

无机非金属材料的主角――硅第二课时二、硅酸盐一、教学目的要求：1、知识目标使学生了解硅的结构特点、性质、用途、存在及制备方法；使学生了解二氧化硅的存在、性质和用途。

2、能力目标把握“位—构—性”三者关系，掌握元素及化合物一类知识的学习方法，培养学生对知识归纳、总结和探究的能力．3、德育目标能灵活运用对立统一的辩证唯物主义观点，分析、解释元素化合物知识的有关内容。

激发学生兴趣，培养勇于探索知识的学习品质。

硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类很多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。

其改写的规律：①各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。

②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“·”间隔。

③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。

如：滑石Mg3(Si4O10)(OH)2可表示为3MgO·4SiO2·H2O硅酸盐组成复杂，一般用氧化物的形式表示它们的组成：（学生活动）锆石：ZrO2·S iO2红柱石：Al2O3·SiO2钙铝石榴子石：3CaO·Al2O3·3SiO2 镁橄榄石：2MgO·SiO2在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，下面我们先来学习它的有关知识.硅酸钠：Na2SiO3固体俗称泡花碱Na2SiO3能溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，是工业使用的一种黏合剂，耐火、耐腐蚀。

探究①加水溶解，并检验其溶液酸碱性；（学生活动）（硅酸钠水溶液呈碱性）②向溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸观察现象；（学生活动）（向溶液通二氧化碳有白色沉淀生成，滴加稀盐酸也有白色沉淀生成）Na2SiO3 + 2H2O + CO2 == H4SiO4↓+Na2CO3Na2SiO3 + 2HCl + H2O == H4SiO4↓+ 2NaCl(制取Na2SiO3)③再向②中滴加氢氧化钠溶液观察现象。

（学生活动）(白色沉淀溶解)H4SiO4 + 2NaOH == Na2SiO3 + 3H2O深化理解：实验室保存Na2SiO3溶液的方法因为硅酸的酸性比碳酸还弱，所以空气中的CO2可以和Na2SiO3水溶液发生如下反应Na2SiO3+ H2O + CO2== H2SiO3↓+Na2CO3从而使硅酸钠变质，因此保存硅酸钠要密封保存。