第三单元 含硅矿物与信息材料(1).doc

第三单元 含硅矿物与信息材料 第1课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品 【目标聚焦】 1、了解硅在自然界的存在形式,了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切联系。 2、掌握陶瓷、水泥、玻璃等重要的硅酸盐产品。 重点、难点常见 硅酸盐矿物及硅酸盐产品。 【学海导航】 1．硅的存在 （1）在地壳中的含量仅次于 ，居于 第 位； （2）在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态态存在的硅。如 、 等； （3）化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。 2．硅酸盐极其性质 （1）硅酸盐组成的表示方法 ①盐化学式法 如硅酸钠Na2SiO3、硅酸钙CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。 ②盐氧化物法 如锆石_______________ 红柱石___________________ 镁橄榄石____________ 钙铝石榴子石______________ （2）硅酸盐的性质 ①Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种,其它可溶性的硅酸盐还有________ ②Na2SiO3的水溶液俗称________,是建筑业中常用的一种_________,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既___________又__________。 ③Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2,化学方程式______________________________,因此Na2SiO3溶液要________保存。 3、硅酸盐产品查阅资料或者参观玻璃厂、水泥厂了解水泥和玻璃是如何生产的 （1）陶瓷中国是瓷器之都,新石器时代就已经掌握了炼陶技术,陶瓷不仅广泛应用于生活,而且在电子工业,原子能工业,宇航事业等方面发挥越来越重要的作用。 （2）水泥建筑业中使用最普遍的基础材料。 制造原料_____主要成分_ __,_________; 主要设备__________________ 生产条件__________________ （3）玻璃一种重要的工农业原料。 制造原料_________、________、___________。 主要设备__________________ 生产条件__________________ 成分__________________ 【思维点拨】 【例1】高岭土的组成可表示为Al2Si2OX（OH）Y，其中X、Y的数值分别是（ ） A．7、2 B．5、4 C．6、3 D．3、6 【解析】解答此题涉及两个未知数X、Y，但有化合价规则只能列出一个方程，因而本题要用解不定方程的知识。 根据化合价规则，Al为3价，Si为4价，O为-2价，OH为-1价，则有 2（3）2（4）X（-2）Y（-1） 0， 化简得2X Y 14，将A～D中X、Y值代入只有B选项符合方程。 【答案】B 【例2】钾玻璃中含有18.4的K2O、11.0的CaO、70.6的SiO2。计算三种氧化物的物质的量之比。若需制造。5.1t钾玻璃，需用碳酸钾、石灰石和二氧化硅各多少吨写出制取钾玻璃的反应方程式。 【解析】（1）K2O、CaO、SiO2的物质的量之比为18.4/9411.0/5670.6/60 116。 （2）设需K2CO3、CaCO3的质量分别为X和Y，由关系式计算原料的用量。 K2CO3K2O CaCO3 CaO 138 94 100 56 X 5.1t18.4 Y 5.1t11.0 解比例式得X 1.38t，Y 1.0t。 高温 SiO2的用量为5.1t70.6 3.6t。 高温 （3）K2CO3 SiO2 K2SiO3 CO2↑，CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2↑ 【同步闯关】 1．在自然界里，硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是 （ ） A．晶体硅 B．二氧化硅 C．硅酸D．硅酸盐 ２．下列说法中不正确的是 （ ） A．硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅 B．水泥、普通玻璃都是混合物 C．生产水泥和玻璃都必须用石灰石 D．用纯净的石英制成石英玻璃,它的膨胀系数小,常用来制造耐高温的化学仪器 3．下列物质的主要成分不属于硅酸盐的是 A．水晶 B．陶瓷 C．水玻璃 D．普通玻璃 ４．融化烧碱应选用的坩埚是 （ ） A．铁坩埚 B． 玻璃坩埚 C．石英坩埚 D．瓷坩埚 ５．将少量CO2通入下列物质中，溶液仍然澄清的是 （ ） A、硅酸钠溶液 B、偏铝酸钠溶液 C、氯化钙溶液 D、澄清石灰水 6．下列反应不能一步得到的是 （ ） A．SiO2→Na2SiO3 B．SiO2→H2SiO3 C．Na2SiO3→SiO2D．H2SiO3→SiO2 7．现有石灰石、二氧化硅、硅酸钠三种白色粉末，要用一种试剂鉴别，可选用（ ） A．氢氧化钠溶液 B．盐酸 C．硝酸银溶液 D．氯化钙溶液 8．下列物质中，既不能与盐酸反应，又不能烧碱溶液反应的是 （ ） A．水玻璃B．二氧化硅 C．一氧化碳D．氧化铝 9．能贮存在带磨口塞的玻璃试剂瓶中的试剂是 （ ） A．KOH溶液B．浓H2SO4 C．水玻璃D．氢氟酸 10．普通玻璃的成分Na2CaSi6O14，以氧化物形式可表示为 ，钾云母的化学式是K2H4Al6Si6O24，以氧化物形式可表示 为 正长石的化学式KAlSi3Ox，x是 ,以氧化物形式可表示为 【探索提升】 １．给下列溶液中通入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 ２．下列各组离子在水中能大量共存的是 （ ） A．K、H＋、SiO32－、S2－B．Na、K、OH-、SiO32- C．Na、Cl-、OH－、HCO3D．Na、H、NO3-、SO42- ３．有10 g不纯CaCO3样品与足量盐酸作用后生成4.44 g CO2，且溶液中残留难溶物质。则对于此样品中是否存在①MgCO3 ②K2CO3 ③SiO2杂质的判断正确的是（ ） A.肯定含①③，不含② B.肯定含①③，可能含② C.肯定含②③，不含① D.肯定含②③，可能含① 4．有三种无色透明溶液CaHCO32溶液、Na2SiO3溶液和澄清石灰水，在上述溶液中分别通入CO2气体。试根据实验现象判断 （1）生成白色沉淀，此沉淀溶于盐酸而不溶于氢氧化钠溶液，则原溶液为 。 （2）生成白色沉淀，此沉淀不溶于盐酸而溶于氢氧化钠溶液，则原溶液为 。 【拓展阅读】 硅在高新技术中的应用 单晶硅作为半导体器件的核心材料，大大地促进了信息技术的革命。自20世纪中叶以来，单晶硅随着半导体工业的需要而迅速发展。到1996年全球半导体产业销售额达到1 410亿美元，而其中单晶硅材料的销售达到74亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅标志着 我国单晶硅生产进入了新的发展时期。 信息材料技术是新材料技术的重要组成部分，也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看，硅半导体仍然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。 微电子与生物技术紧密结合的以DNA芯片等为代表的生物工程芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制 作出含有多达10～20万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极短的时间内检测或发现遗传的变化情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。 第1课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品 答案 学海导航 1．⑴氧、2 ⑵二氧化硅、硅酸盐 2．⑴ ZrO2SiO2、Al2O3SiO2 、2MgOSiO2、 3CaOAl2O33SiO2 ⑵ ①K2SiO3 ②水玻璃、黏合剂、耐腐蚀、不易着火 ③Na2SiO3CO22H2ONa2CO3H4SiO4↓、密封 ⑶②黏土、铝硅酸盐、石灰石、水泥回转窑、高温 ③石灰石、纯碱、石英、玻璃熔炉、高温， Na2OCaO6SiO2 同步闯关 1．BD 2．A 3．A 4．A 5．C 6．B 7．B 8．C 9．B 10. Na2OCaO6SiO2、K2O3Al2O36SiO22H2O、8 K2O3Al2O33SiO2 探索提升 1.A 2.BD 3.B 4．⑴澄清石灰水 ⑵ Na2SiO3溶液 共4页 第4页