高中化学第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料(第2课时)教学设计1鲁科版必修1
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无机非金属材料的主角——硅三维目标知识与技能1.了解硅酸盐的重要用途及组成。
2.了解硅的重要用途,了解硅单质的物理性质。
3.掌握Na2SiO3的化学性质。
过程与方法通过自主学习、探究,培养学生自主学习的能力。
在教师的指导下,通过上网查阅资料培养独立查阅资料的能力。
情感、态度与价值观学习有关“陶瓷”的知识,了解中华民族的传统文化,培养学生爱国主义情感。
通过硅及其化合物重要用途的学习,激发学生学习化学的兴趣。
教学重点硅酸盐的性质及重要用途、硅的用途教学难点硅晶体结构,硅酸盐的组成教具准备多媒体课件、实物投影仪、烧杯、胶头滴管、酒精灯、火柴、镊子、蒸馏水、Na2SiO3溶液、手机芯片、玻璃片、石棉、水泥、砂纸、砂轮教学过程导入新课〔多媒体播放课件〕1.驰名世界的中国瓷器:景德镇陶瓷2.举世闻名的万里长城3.世界奇迹——三峡大坝4.世界大都市上海——东方明珠、发展日新月异的浦东新区、深圳特区……5.笔记本电脑,超大规模集成电路芯片推进新课师:刚才我们所观看的幻灯片,从远古的陶瓷、秦砖汉瓦,到现代的摩天大楼,迅速发展的信息产业,无一不与硅酸盐、硅及其化合物有着密切的联系。
这一切的一切,无一不在影响、改变着我们的生活,这一切的一切也都充分展示了硅及硅酸盐经久不衰的魅力!体现了它们重要的用途!师:硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,在自然界分布极为广泛。
师:展示Na2SiO3、玻璃片、水泥、石棉,取一小团石棉、少量水泥于小烧杯中,加入少量的水,搅拌,观察现象。
取少量水泥,加入稀盐酸,观察。
取一玻璃碎片,在酒精灯上灼烧,观察变化。
生:由上述实验及我们的生活常识可以知道:硅酸盐结构很复杂,一般不溶于水,性质也很稳定。
做[实验42]取两片滤纸,分别用蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液润湿,之后,同时分别用镊子夹住放在酒精灯的外焰上点师:请同学们结合课本及上述实验,对Na2SiO3的性质及用途加以总结。
生:(1)Na2SiO3是一种钠盐,易溶于水。
第四章非金属元素及其化合物第一节无机非金属材料的主角-硅教学目标:1.了解硅元素在自然界中的存在和含量及硅元素的位置与结构,2.从硅的亲氧性知道硅主要存在的两种形式——二氧化硅和硅酸。
3.了解二氧化硅的结构,并能掌握其存在和性质.4.掌握硅酸制取原理、性质和硅胶的用途教学重点:二氧化硅和硅酸的性质及硅酸的制取原理教学难点:硅酸盐的丰富性和多样性、硅酸盐的丰富性和多样性教学过程:Si 最外层电子数是4,碳也是。
思考2:碳、硅原子主要显几价?正四价(+4价①碳、硅都是亲氧元素。
硅的亲氧性强于碳的亲氧性。
②因此硅元素在自然界都是与氧的化合物的形态存在。
思考1:硅原子最外层电子数是多少?我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同?思考3:比较碳、硅亲合氧的能力。
一、二氧化硅和硅酸[投影]金刚石、晶体硅、二氧化硅的晶体模型及水晶标本。
硅为亲氧元素,在地球上硅主要是以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在;而碳主要形成石灰岩和碳酸盐矿物,碳的氧化物二氧化碳通过光合作用进入以碳为骨架的有机世界。
1、二氧化硅(SiO 2地球上天然二氧化硅成为硅石,约占地壳质量的20%,存在形态有结晶性和无定性两种。
[投影]二氧化硅晶体模型: 其性质主要与结构有关:正四面体空间网状结构SiO 2的结构正四面体空间网状结构硅氧原子比例:1 : 2没有SiO 2 分子存在,只存在硅氧原子[讲解]将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开,并在其间夹入一个氧原子,就形成了二氧化硅的晶体。
这样,每个硅原子和四个氧原子以共价键结合,形成以该硅原子为中心的正四面体型结构,这种正四面体型结构向空间伸展,就形成了具有空间网状结构的原子晶体。
由于每个氧原子同时和两个硅原子成键,所以二氧化硅晶体中,硅氧原子数之比为1:2,SiO2只表示一种比例关系,并不表示晶体中存在SiO2的小分子。
[展示]水晶与玛瑙示意图:[讲述]水晶—石英中无色透明的晶体;具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。
第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第2课时【教学目标】1.知识技能目标掌握硅、二氧化硅的物理化学性质,粗硅的制法。
认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途,了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。
2.方法与过程目标学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法,能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性,并能运用通性简单预测其他物质的性质。
3.情感态度与价值观目标通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习,利用学生对高科技的浓烈兴趣,激发学生对化学的兴趣,通过对我国从古到今,从烧制陶瓷到现代科技成就的介绍,培养学生的民族自豪感。
【教学过程】提问:1.玻璃刀的刀头是什么材料制作的?(人造金刚石);2.机械手表上的“19钻”字样是什么意思?(人造红宝石的数目);3.气炉中电子打火用的是什么材料?(压电陶瓷);4.在的长途电话信号是通过什么传输的?(光导纤维)一、硅酸与硅酸钠1.硅酸白色难溶于水的粘性固体,酸性比碳酸还弱得多2.硅酸钠:(1)其水溶液俗称水玻璃,粘性极强,可用作矿物胶(2)向其水溶液中通入二氧化碳可析出硅酸白色沉淀CO2+ Na2SiO3 +H2O == H2SiO3 +Na2CO3(3)实验室里存放氢氧化钠溶液的试剂瓶的瓶塞不能用玻璃塞,原因就是防止玻璃中的二氧化硅与氢氧化钠反应生成粘性硅酸钠从而使瓶塞很难打开二、硅酸盐与无机非金属材料1、玻璃(1)成分:硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅(2)性质:无一定熔点,在一定温度范围内软化,软化时可制成各种形状(3)制备原料:碳酸钠、碳酸钙、二氧化硅(4)制备过程中的主要化学反应:Na2CO3 + SiO2 CO2 + Na2SiO3CaCO3 + SiO2 CO2 +CaSiO32.水泥(1)成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙(2)性质:水硬性(3)用途:建筑材料(4)制备原料:石灰石、粘土3.陶瓷(1)制备原料:粘土等(2)陶器特点:粗松多空,有吸水性,常用作盆罐等器皿(3)瓷器特点:组织致密,几乎不吸水,耐酸碱侵蚀,主要用作装饰、建筑等材料三、传统无机非金属材料:如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料对比。
化学ⅰ鲁科版4.1硅无机非金属材料教学设计硅无机非金属材料一、教材分析〔一〕知识脉络本节教材以无机非金属材料和硅单质及其化合物的性质两条线索相互交叉而展开,介绍了硅、二氧化硅的性质,硅单质的制法,硅、二氧化硅在计算机及通信等高技术领域的应用,常见的硅酸盐材料玻璃、水泥、陶瓷和新型无机硅酸盐材料的主要成分和用途。
与旧教材相比,本教材加大了各种材料在社会日常生活中应用介绍的力度。
〔二〕知识框架1、半导体材料与单质硅①单质硅的物理性质:②硅的化学性质:常温下不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,一般不与其他物质反应。
加热条件下,可与氧气反应。
SiO2Si+2F2===SiF4Si+4HF===SiF4↑+2H2↑Si+O2加热=====③硅的工业制法:工业上,用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。
Si+2CO↑SiO2+2C高温=====④硅的主要用途:作半导体材料;制造太阳能电池;制造硅合金等。
2、二氧化硅与光导纤维①物理性质②化学性质CaSiO3SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2OSiO2+CaO高温=====SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O③二氧化硅的用途:制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺品、玻璃等。
3、硅酸盐与无机非金属材料①玻璃、水泥②无机非金属材料:高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等【二】教学目标1.知识技能目标掌握硅、二氧化硅的物理化学性质,粗硅的制法。
认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途,了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。
2.方法与过程目标学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法,能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性,并能运用通性简单预测其他物质的性质。
3.情感态度与价值观目标通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习,利用学生对高科技的浓烈兴趣,激发学生对化学的兴趣,通过对我国从古到今,从烧制陶瓷到现代科技成就的介绍,培养学生的民族自豪感。
第2课时教学设计三维目标知识与技能1.了解硅酸盐的重要用途及组成。
2.了解硅的重要用途,了解硅单质的物理性质。
3.掌握Na2SiO3的化学性质。
过程与方法通过自主学习、探究,培养学生自主学习的能力。
在教师的指导下,通过上网查阅资料培养独立查阅资料的能力。
情感、态度与价值观学习有关“陶瓷”的知识,了解中华民族的传统文化,培养学生爱国主义情感。
通过硅及其化合物重要用途的学习,激发学生学习化学的兴趣。
教学重点硅酸盐的性质及重要用途、硅的用途教学难点硅晶体结构,硅酸盐的组成教具准备多媒体课件、实物投影仪、烧杯、胶头滴管、酒精灯、火柴、镊子、蒸馏水、Na2SiO3溶液、手机芯片、玻璃片、石棉、水泥、砂纸、砂轮教学过程导入新课〔多媒体播放课件〕1.驰名世界的中国瓷器:景德镇陶瓷2.举世闻名的万里长城3.世界奇迹——三峡大坝4.世界大都市上海——东方明珠、发展日新月异的浦东新区、深圳特区……5.笔记本电脑,超大规模集成电路芯片推进新课师:刚才我们所观看的幻灯片,从远古的陶瓷、秦砖汉瓦,到现代的摩天大楼,迅速发展的信息产业,无一不与硅酸盐、硅及其化合物有着密切的联系。
这一切的一切,无一不在影响、改变着我们的生活,这一切的一切也都充分展示了硅及硅酸盐经久不衰的魅力!体现了它们重要的用途!师:硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,在自然界分布极为广泛。
师:展示Na2SiO3、玻璃片、水泥、石棉,取一小团石棉、少量水泥于小烧杯中,加入少量的水,搅拌,观察现象。
取少量水泥,加入稀盐酸,观察。
取一玻璃碎片,在酒精灯上灼烧,观察变化。
生:由上述实验及我们的生活常识可以知道:硅酸盐结构很复杂,一般不溶于水,性质也很稳定。
做[实验42]取两片滤纸,分别用蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液润湿,之后,同时分别用镊子夹住放在酒精23生:(1)Na2SiO3是一种钠盐,易溶于水。
(2)Na2SiO3具有一定的黏性,可作黏合剂。
(3)Na2SiO3可作防火剂。
《硅无机非金属材料》三维目标知识与技能:1、了解硅在自然界的存在、含量2、了解单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。
3、初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力过程与方法:1、自主学习2、通过碳与硅的新旧知识的比较,设疑引导、变疑为导、变教为导的思路教学法。
情感、态度与价值观1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法2、使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系,认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响,学会关注与化学有关的社会热点问题,激发他们学习化学的热情。
教学重点:硅的物理、化学性质教学难点:硅的化学性质和提纯教学用具:多媒体教学过程新课导入:材料是人类生活必不可少的物质基础。
材料的发展史就是一部人类文明史。
没有感光材料,我们就无法留下青春的回忆;没有高纯的单晶硅,就没有今天的奔腾电脑;没有特殊的新型材料,火箭就无法上天,卫星就无法工作,人类的登月计划就会受到影响,材料的发展对我们的生活起着决定性的作用。
从化学角度来看任何物质都是由元素组成,那元素与这些材料之间又有什么样的关系呢?从本章开始我们就来学习一下元素与材料之间的关系。
板书:第四章元素与材料世界多媒体:展示一组与硅元素有关的图片,引出本节新课第一节硅无机非金属材料学生活动:阅读教材第一段思考下列问题1、无机非金属材料包括哪些?2、这类材料的特点有哪些?3、无机非金属材料分哪两类?多媒体:展示一组与硅元素有关的图片。
设疑:这些表观看“风牛马不相及”的物质,从微观组成上却有很大的相似性,他们都是有黄沙通过不同的途径制得的,它们都含有共同的元素是什么呢?多媒体:一、半导体材料与单质硅学生活动:阅读教材P103最后一段思考下列问题1、什么是半导体材料?2、最早使用的半导体材料是什么?为什么没广泛使用?3、现在广泛使用的半导体材料是什么?为什么能广泛使用?过渡:硅除了作为半导体材料被广泛使用外,还具有什么其他的性质和用途呢?◆硅的性质和用途引导学生回忆学习新物质的方法和程序一)观察物质的外观,总结其物理性质多媒体:展示单质硅的图片,让学生观察。
第4章元素与材料世界第一节硅无机非金属材料(第一课时)知识与技能:1.了解硅在自然界的存在、含量;2.了解单质硅的主要性质、工业制法、主要用途;3.掌握二氧化硅的性质;4.初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力;5.初步培养学生对新旧知识进行比较、归纳、推断的逻辑思维能力。
过程与方法:1.自主学习;2.活动探究:通过碳与硅、二氧化碳与二氧化硅新旧知识的比较、设疑引导,变教为诱、变教为导的思路教学法。
情感、态度与价值观:1.使学生掌握学习元素化合物知识的一般顺序和正确方法;顺序:2.通过学习单质硅、二氧化硅的广泛用途后,使学生认识化学学科的魅力,激发学生的学习知识的内需和兴趣。
教学重点:硅、二氧化硅的化学性质教学难点:二氧化硅的结构教学用具:投影仪、水泥、水晶、玛瑙、陶瓷、玻璃、硅芯片、硅、光缆、盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、二氧化硅、试管等教学过程:[引入新课](实物展示)水晶、玛瑙、陶瓷、玻璃、硅芯片、光缆[讲解]这些物质的主角是硅元素,它们都是硅元素的单质和化合物。
[板书]第1节硅无机非金属材料单质硅[推进新课]请学生描述硅的物理性质。
[学生]灰黑色、有金属光泽。
[讲解]很好,单质硅导电性介于导体和绝缘体之间,是重要的半导体材料。
[板书]一、半导体材料和单质硅1.硅的物理性质[引导]让学生在元素周期表中寻找碳、硅两元素的位置,然后请学生板演它们的原子结构示意图,比较它们结构的异同。
[学生]最外层电子数相同,半径不同。
[讲解]两者最外层都是4个电子,在反应时不易得失电子,故常温下C、Si的化学性质都比较稳定,由于两者的半径不同,故化学性质也有差别。
(投影)完成下列表格(请学生完成有关碳的性质的方程式)[学生]1.C+O 2 点燃 CO 2 2C+O 2 点燃 2CO4.C+H 2SO 4 CO 2 ↑ + SO 2 ↑ + 2H 2O2、3、5不反应[板书]2.硅的化学性质[讲授]1.Si + O 2 点燃SiO 22、4不反应3.Si + 4HF ==== SiF 4↑ + 2H 2↑5.Si + 2NaOH + H 2O ===== Na 2SiO 3 + 3H 2↑[板书]3.硅在自然界中的存在(学生阅读、回答下列思考题)(投影)思考题:硅在自然界中的含量怎样?硅元素在自然界中的存在形式如何? 地壳中硅元素以哪几类物质存在?[板书]4.硅的冶炼、用途[讲解]工业上用焦碳在电炉中还原二氧化硅制得粗硅。
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第1节硅无机非金属材料互动课堂疏导引导一、半导体材料与单质硅1。
半导体材料指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料.(1)最早使用的半导体材料是锗.(2)硅是目前广泛使用的半导体材料,在地壳中的含量仅次于氧。
2。
硅的性质(1)硅的物理性质单质硅有晶体硅和无定形硅(非晶硅)两种.晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间。
记忆要诀硅的主要物理性质金属光泽灰黑硅,半导材料硬而脆。
(2)硅的化学性质①常温下,能够与氟气、氢氟酸和强碱溶液反应Si+2F2====SiF4↑Si+4HF====SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑②加热时能够与某些非金属单质反应Si+O2====SiO2,Si+2Cl2====SiCl4,Si+C====SiC③硅的制取SiO2+2C====Si+2C O↑;Si+2Cl2====SiCl4SiCl4+2H2====Si+4HCl(3)硅的用途硅不但用于制造晶体管、集成电路,还用于制造硅整流器和太阳能电池等,此外,硅合金的用途也很广。
要点剖析硅的化学性质(1)常温下,Si跟强酸不反应。
(2)常温下,SiF4是气体,SiCl4是液体,SiO2是固体。
第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第1课时【教学目标】知识与技能:1、了解硅在自然界的存在、含量2、了解单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。
3、初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力过程与方法:1、自主学习2、通过碳与硅的新旧知识的比较,设疑引导、变疑为导、变教为导的思路教学法。
情感、态度与价值观1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法2、使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系,认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响,学会关注与化学有关的社会热点问题,激发他们学习化学的热情。
【教学过程】你能在沙子与计算机之间、沙子与计算机光通信之间建立起某种联系吗?(提示:沙子的主要成分是SiO2)一、半导体材料与单质硅[学生回答、教师总结]2 === SiF+ 2C Si + 2CO[交流研讨]什么原因促使硅成为一硅合金用于制造变压器、耐酸二、二氧化硅与光导纤维+ C Si+CO+ CaO CaSiO三、硅及其化合物的特性2C四、光纤1.光纤是光导纤维的简写,是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具。
传输原理是'光的全反射'。
2.通常光纤与光缆两个名词会被混淆。
多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。
光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害,如水、火、电击等。
光缆分为:光纤,缓冲层及披覆。
光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。
中心是光传播的玻璃芯。
3.光纤发展史1870年的一天,英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理,他做了一个简单的实验:在装满水的木桶上钻个孔,然后用灯从桶上边把水照亮。
结果使观众们大吃一惊。
人们看到,放光的水从水桶的小孔里流了出来,水流弯曲,光线也跟着弯曲,光居然被弯弯曲曲的水俘获了。
人们曾经发现,光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输;人们还发现,光能顺着弯曲的玻璃棒光纤前进。
第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第2课时【教学目标】1.使学生对硅酸盐工业及一些产品和新型无机非金属材料有大致印象。
2.使学生认识到化学在社会、生活、生产、科学技术中的重要作用。
用科学的奇妙和威力激发学生学习化学的兴趣。
3. 通过介绍我国材料科学发展的成就,对学生进行爱国主义教育。
4.通过社会及科学技术的发展对新型材料的要求,培养学生的社会责任感。
【教学过程】硅酸盐材料主要包括水泥、玻璃、陶瓷等。
首先我们就来学习有关水泥的知识。
请同学们阅读有关的类容,归纳、总结水泥的性质。
一、硅酸盐与无机非金属材料1.硅酸盐(1)硅酸盐在自然界中的存在硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分,自然界中存在的各种天然硅酸盐矿石,约占地壳的5%,粘土的主要成分也是硅酸盐。
粘土的种类很多,常见的有高岭土和一般粘土,前者含杂质较少,后者含杂质较多。
(2)硅酸盐组成的表示方法硅酸盐的种类很多,结构复杂,无论是天然的还是人工制成的硅酸盐,其组成的表示方法有两种。
①化学式法:一般用于组成较简单的硅酸盐。
如:硅酸钠 Na2SiO3;硅酸钙Ca2SiO3②氧化物法:常用的表示方法。
如:镁橄榄石(Mg2SiO4) 2MgO·SiO2高岭石〔Al2(Si2O5)(OH)4〕 Al2O3·2SiO2·2H2O正长石(2KAlSi3O8 ) K2O·Al2O3·6SiO2说明:用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时,各氧化物的排列顺序为:较活泼金属氧化物→较不活泼金属氧化物→二氧化硅→水(3)硅酸钠硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,它是一种矿物胶,具有粘合性。
2.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料①玻璃原料:生产普通玻璃的主要原料是纯碱(Na2CO3),石灰石(CaCO3)和石英(SiO2 )。
主要设备:玻璃熔炉反应原理:将粉碎混匀的原料加强热使之熔化,发生复杂的物理化学变化,冷却即成玻璃。
其中主要化学反应是:CaCO3 + SiO2高温CaSiO3 + CO2↑Na2CO3 + SiO2高温Na2SiO3 + CO2↑主要成分:制造玻璃的原料中,石英是过量的,所以,普通玻璃是CaSiO3,Na2SiO3和S iO2熔化在一起得到的物质,其物质的量之比为1:1:4,因此玻璃可表示为:Na2O·CaO·6 SiO2。
主要性质:硬而脆,受热时在一定温度范围内逐渐软化,没有一定的熔点,故作玻璃态物质,耐酸腐蚀(HF除外)。
②水泥a. 普通水泥的主要成分为硅酸三钙(3CaO·SiO2),硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3 CaO·Al2O3)等。
b. 水泥的特点是水泥具有水硬性,与水搀和搅拌并静置后,很容易凝固变硬。
c. 混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物,混凝土常用钢筋作结构,这就是通常所说的钢筋混凝土。
(2)新型无机非金属材料硅及其化合物的特殊性:(1)硅的还原性比碳强,而碳在高温下能从二氧化硅中还原出硅。
(2)非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气,而硅与氢氧化钠等强碱溶液反应产生氢气。
(3)非金属单质一般不与非氧化性酸反应,而硅不但与氢氟酸反应,而且有氢气生成。
(4)酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应,而二氧化硅却能与氢氟酸反应,生成四氟化硅和水。
(5)无机酸一般易溶于水,而硅酸和原硅酸却难溶于水。
(6)在水溶液中,碳酸的酸性比硅酸强,二氧化碳与硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸沉淀.在高温下碳酸钠与二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳,其原因是在高温条件下,生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。
三、[联想质疑](展示高压钠灯)高压钠灯的外罩是玻璃。
里面的灯管是氧化铝陶瓷,又叫人造刚玉,是一种高温结构陶瓷。
高温结构陶瓷是新型无机非金属材料中的一类。
为什么高压钠灯的灯管要用氧化铝陶瓷来制造呢?因为:灯内温度高达1 400 ℃,钠蒸气具有强烈的腐蚀(还原)作用,一般的材料难于抵御钠蒸气强烈腐蚀。
钠蒸气放电发光问题虽早在1950年就得以解决,但直到1965年发现用氧化铝陶瓷来制造高压钠灯的灯管,才能抵御钠蒸气的强烈腐蚀,从而制出第一支高压钠灯。
由此说明材料对科技发展的巨大影响。
四、检测题1. 下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是( )A.水玻璃是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C.木材、织物浸过水玻璃后,具有防腐蚀性能且不易燃烧D.水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质2. 材料与化学密切相关,下表中对应关系错误的是( )A.Na2SiO3→H2SiO3 B.H2SiO3→SiO2C.SiO2→H2SiO3 D.SiO2→Na2SiO34. 化学与生产、生活密切相关,下列说法错误的是()A. 发酵粉中含有碳酸氢钠,能使焙制出的糕点疏松多孔B. 木材、纺织品浸过水玻璃后,具有防腐性能且不易燃烧C. 二氧化硅是一种半导体材料,常用于制造光导纤维D. 铁红颜料与某些油料混合,可以制成防锈油漆5. 下列说法不正确的是( )A. 漂白粉在空气中易变质,所以应密封保存B. 工业上可用铁制容器存放浓硫酸C. 液氯可储存在钢瓶中,便于运输和使用D. 硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”,可保存在带玻璃塞的细口瓶中6. 在下图所示的物质相互转化关系中,A是一种固体单质, E是一种白色不溶于水的物质。
据此填空。
(1)写出各物质的化学式:A:______、B:______、C:__________、D:__________、E:____________、F:______。
(2)B与a溶液反应的离子方程式是___________________________________;(3)A与a溶液反应的离子方程式是____________________________________。
7. 某科研小组,用含有少量的CaO和Fe2O3的高岭土(主要成分:Al2O3·2SiO2·2H2O)试验新型的净水剂。
试验程序如下:已知:Al2O3与纯碱反应的产物是Na[Al(OH)4]和CO2。
试回答下列问题:(1)写出混合物A、B、滤液C、沉淀D的主要成分:A.___________;B.___________;C.________ ____;D.__________。
(2)写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式_____________________________,______________________________________;(3)沉淀D的化学式是________,生成该沉淀的离子方程式为__________;(4)该试验中,熔融高岭土可以选用的坩埚有______。
A.玻璃坩埚 B.瓷坩埚C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚参考答案1. 【解析】Na2SiO3的水溶液叫水玻璃,是一种矿物胶,通常用作耐火材料,硅酸的酸性比碳酸弱,所以在空气中易变质生成硅酸:Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3,故D不正确。
【答案】D2. 【解析】刚玉的成分是Al2O3,金刚石的成分是C;大理石、石灰石的成分均是CaCO3;普通玻璃和普通水泥均是硅酸盐产品;沙子、石英的成分是二氧化硅。
【答案】A3. 【解析】C项由于SiO2既不溶于水也不与水反应,故不能一步实现。
【答案】C4. 【解析】A.碳酸氢钠易与酸或在加热条件下生成二氧化碳气体,使焙制出的糕点疏松多孔,故A正确;B.硅酸钠水溶液为水玻璃,具有防腐性能,不易燃烧,常用作木材、纺织品防腐剂,防火剂,故B正确;C.二氧化硅不导电,不是半导体材料,常用于制造光导纤维,故C错误;D.氧化铁为红棕色固体,可以用于制造红色油漆和涂料,故D正确;答案是C。
【答案】C5. 【解析】A.漂白粉中的次氯酸钙与空气中二氧化碳反应生成不稳定的次氯酸,在空气中易失效,应隔绝空气密封保存,并放置在干燥避光的环境中,故A正确;B.常温下铁在浓硫酸中发生钝化,表面形成一薄层致密氧化物薄膜阻止反应进行,工业上可用铁质容器存放浓硫酸,故B正确;C.常温下氯气和铁不能发生反应,液氯可储存在钢瓶中,便于运输和使用,故C正确;D.硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”,是矿物胶玻璃塞和瓶口易被粘结不容易打开,故D错误;故选D。
【答案】D6. 【解析】本题“突破口”是C中加入过量HCl产生不溶于盐酸的白色沉淀,推知E可能是硅酸。
A可能是Si,代入题目验证,B为SiO2,能与Si和SiO2反应的溶液可能为HF溶液或NaOH溶液,结合题目知a溶液为NaOH溶液,C为Na2SiO3,D为H2O,F为H2。
【答案】(1)Si SiO2Na2SiO3H2O H2SiO3H2(2)SiO2+2OH-===SiO2-3+H2O (3)Si+2OH-+H2O===SiO2-3+2H2↑7. 【解析】将土样和纯碱混匀,加热熔融时,土样中的Al2O3和SiO2将与纯碱发生反应,生成偏铝酸盐和硅酸盐,并溶于水中;而CaO、Fe2O3不与纯碱反应而成为残渣。
滤液中的偏铝酸盐和硅酸盐与盐酸反应,得到溶于水的铝盐和不溶于水的硅酸。
由于陶瓷的成分是硅酸盐,它和氧化铝都会与纯碱反应,因此,在熔融土样时只能选用铁坩埚。
【答案】(1)Na[Al(OH)4]和Na2SiO3AlCl3和H2SiO3AlCl3H2SiO3(2)Al2O3+Na2CO3高温,2NaAlO2+CO2↑SiO2+Na2CO3高温,Na2SiO3+CO2↑(3)H2SiO3SiO2-3+2H+===H2SiO3↓(4)D。