含硅矿物与信息材料导学案.doc

教师助手 学生帮手 家长朋友 班级 姓名 1、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化合物（以二氧化硅和硅酸钠为例）的重要性质，知道水泥、陶瓷、玻璃三大硅酸盐产品。2、了解工业上高纯硅的制备方法。3、了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用及其与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。 硅酸钠、单质硅、二氧化硅的性质；硅酸盐的氧化物形式的书写。 二氧化硅的化学性质。 预习案 1、 相关知识 一、硅酸盐 1．硅酸盐的性质 硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多________于水，化学性质很________。 2．硅酸盐的组成 通常用氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。例如Na2SiO3可以表示为Na2O．SiO2 钙沸石 可以表示为 镁橄榄石Mg2SiO4 可以表示为 长石KAlSi3O8 可以表示为 高岭石 可以表示为 3．最常见的硅酸盐Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称________，常用作 和 。 二、传统的硅酸产品 硅酸盐产品 原料 主要设备 主要成分 水泥 水泥回转窑 硅酸二钙 2CaOSiO2 硅酸三钙 3CaOSiO2 铝酸三钙 3CaOAl2O3 玻璃 玻璃熔炉 Na2OCaO6SiO2 陶瓷 1．江山市有很多的水泥厂，水泥是江山市的主要产业之一，你知道制水泥的主要步骤吗 2．你知道制玻璃时发生的主要反应方程式吗 3．总结你学过的有哪些工业生产中要用到CaCO3 三、硅元素的存在 硅在自然界以 态存在，在地壳中的含量仅次于____，硅的________和__________约占地壳质量的90以上；硅原子最外层有____个电子，主要形成______价的化合物。 四、二氧化硅 1．SiO2的存在形式硅藻土、沙子、玛瑙、石英、水晶等 2．SiO2的结构 每个Si原子与周围的____个O原子相结合，每个O原子与____个Si原子相结合。实际上，二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按____的比例所组成的________结构的晶体，我们通常用“SiO2”表示二氧化硅的组成。 3．物理性质 由最常见的沙子，你能想到二氧化硅有哪些物理性质 4．化学性质 1与氢氟酸HF反应HF是惟一可以与SiO2发生反应的酸 __________________________________________可用来雕刻玻璃。 2SiO2作为酸性氧化物可以和___ ___、____________反应，但与水________。 ①和碱反应___________________________________________________________； ②和碱性氧化物反应_________________ ____________。 思考为什么氢氟酸不能用玻璃容器盛装为什么装碱性溶液的试剂瓶必须用橡胶塞，不能用玻璃塞如果用玻璃塞会产生什么后果 5．二氧化硅的用途 1以SiO2为主要成分的沙子仍然是基本的建筑材料； 2电子工业的重要部件、光学仪器； 3是信息高速公路的骨架__________的主要成分； 五、硅单质 1．物理性质 色、态 光泽 熔点 硬度 质地 导电性 灰黑色固体 金属光泽 脆 2．化学性质在常温下化学性质不活泼，但能与氟单质、氢氟酸、氢氧化钠溶液反应，加热时能与氧气反应。试写出反应方程式 3．写出工业上制取高纯硅的反应方程式 4．用途 六、通过预习，你觉得为什么说硅是一种古老而具有青春活力的元素 2、 预习自测 1．月球上有丰富的绿柱石绿宝石矿藏，其主要化学成分为BenAl2Si6O18。也可用氧化物形式表示为nBeOAl2O36SiO2，其n值为 A．1 B．2 C．3 D．4 2．将固体烧碱熔化，应选择的坩埚是（ ） A 石英坩埚 B 瓷坩埚 C 铁坩埚 D 玻璃坩埚 3．下列对晶体硅的有关叙述正确的是 A．晶体硅和金刚石的物理性质相似 B．硅在地壳中含量居第二位，可以以游离态存在于自然界中 C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但它的提炼工艺复杂，价格昂贵 D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电 4．材料与化学密切相关，下表中对应关系错误的是 材料 主要化学成分 A 刚玉、金刚石 三氧化二铝 B 大理石、石灰石 碳酸钙 C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐 D 沙子、石英 二氧化硅 5．光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息科学迅猛发展。光导纤维的主要成分是 A．CaCO3 B．SiO2 C．Na2SiO3 D．CaSiO3 三、我的疑惑【请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。】 __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. 探究案 已知硅酸（H2SiO3）是一种难溶于水的弱酸，通过以下方程式比较其与碳酸哪个更弱 高温 SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2 Na2SiO3 CO2 H2O Na2CO3 H2SiO3 当堂检测 1．高岭土的组成可表示为Al2Si2OxOHy，其中x、y的数值分别是 A．7、2 B．5、4 C．6、3 D．3、6 2．属于硅酸盐材料的是 ①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④水晶 A．①③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③ 3．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是 A．水晶的成分是二氧化硅 B．二氧化硅晶体中不存在单个SiO2分子 C．二氧化硅溶于水且显酸性 D．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别 4．在一定条件下，下列不能与二氧化硅反应的物质是 ①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙 A．只有③⑤⑦ B．只有⑤⑦ C．只有②⑤ D．只有⑤ 5．下列关于硅酸的叙述，错误的是 A．硅酸是一种很弱的酸 B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得 C．硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅 D．硅酸可由可溶性硅酸盐和盐酸反应制得 6．下列关于硅的说法中，不正确的是 A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应 D．当加热到一定温度时，硅能与氧气等非金属反应 7．下列关于水玻璃的性质和用途叙述不正确的是 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 8．能贮存在具有玻璃塞的磨口试剂瓶里的试剂是 （ ） A．HF溶液 B．KOH溶液 C．盐酸 D．水玻璃 9．下列物质不属于硅酸盐的是 A．黏土 B．硅藻土 C．Al2Si2O5OH4 D．Mg2SiO4 10．关于硅酸盐的下列叙述中正确的是 ①大部分硅酸盐难溶于水 ②硅酸盐是构成地壳岩石的主要成份 ③可溶性硅酸盐中最常见的是Na2SiO3，它的水溶液俗称水玻璃 ④硅酸盐是由氧化物组成的一类盐，能够稳定存在 A．①④ B．①②③ C．②③④ D．①③④ 训练案 1．能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是 A．CO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能与水直接反应生成硅酸 B．在高温下，SiO2和Na2CO3能发生反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ C．SiO2熔点比CO2高 D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀 2．SiO2属于酸性氧化物的主要理由是 A．硅是非金属元素 B．SiO2溶于水生成酸 C．SiO2与强碱反应生成盐和水 D．SiO2不能与酸反应 3．60 g石灰石在高温下与23 g石英反应产生的气体在标准状况下的体积是 A．5.6 L B．11.2 L C．13.44 L D．6.72 L 4．下列以制取水泥和玻璃的共同特点的叙述中，错误的是（ ） A．生产所用设备相同 B．反应都在高温的条件下进行 C．原料中均有石灰石 D．都发生复杂的物理、化学变化 5．CO2通入下列溶液中，不可能产生沉淀的是（ ） A．氯化钙溶液B．石灰水 C．饱和碳酸钠溶液D．硅酸钠溶液 6．下列说法中正确的是（ ） A．普通玻璃呈浅绿色是由于含Fe3 B．坩埚、蒸发皿都属于陶瓷制品 C．唐“三彩”是一种玻璃制品 D．高温下CaSiO3比CaCO3稳定 7．下列各组物质中①Cl2O7 HClO ②SO2 H2SO4 ③NO2 HNO3 ④SiO2 H2SiO3 ⑤Mn2O7 HMnO4前者都是后者酸酐的是（ ） A．②③B．③④ C．④⑤D．①③④ 8．下列物质中，既不能导电，又不能溶解于水的是（ ） A、硅藻土 B、石墨 C、硅晶体 D、硅酸钠 9．关于玻璃的叙述中，错误的是（ ） A、不是晶体，没有一定的熔点 B、普通玻璃组成可用Na2OCaO6SiO2表示 C、氢氟酸能腐蚀玻璃，是因为氢氟酸是强酸 D、制造普通玻璃的原料中，石英是多量的 10．光纤通信70年代后期发展起来的一种新型通信技术，目前长距离光纤通信系统已投入使用，光纤通信的光学纤维是由下列哪种物质经特殊工艺制成的（ ） A 碳 B 石英 C 锗 D 硅 11．下列物质①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④水晶，其中属于硅酸盐工业产品的是（ ） A 只有①② B 只有②④ C只有①②③ D 全部 12．下列物质属于纯净物的是（ ） ①水玻璃 ②水泥 ③玻璃 ④漂白粉 ⑤胆矾 ⑥氯水 ⑦液氯 A、①④ B、①⑤ C、①⑤⑥ D、⑤⑦ 13．下列离子方程式不正确的是（ ） A．石英与烧碱反应SiO2 2OH－ SiO32－ H2O B．往烧碱溶液中通入过量CO2CO2 OH－ HCO3－ C．往水玻璃中加入盐酸2H SiO32－ H2SiO3↓ 高温 D．向小苏打中加入过量石灰水2HCO3－Ca22OH－ CaCO3↓2H2OCO32－ 14．反应SiO23C SiC2CO↑中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 （ ） A．1 3B．3 1C．1 2D．2 1 15．氢氧化铝胶囊、碳酸氢钠粉剂都曾用来治疗胃酸过多。三硅酸镁Mg2Si3O8nH2O和氢氧化铝胶囊一样，且治疗时间更持久。将三硅酸镁写成氧化物形式________________，写出其中和胃酸主要成分是HCl的化学方程式 ________________________________ ________________________________________________________________________。 16．获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。 1光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通讯能同时传输大量信息。制造光纤电缆的主要原材料的化学式是______________，它属于_________材料。 2信息产业的核心材料是高纯度的硅，高纯度的单晶硅生产方法之一是用金属硅化物Mg2Si与盐酸作用得硅烷SiH4，再加热分解硅烷可得高纯硅。单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。写出上述方法中，生产高纯硅的两个化学方程式_______________________________________ 17．工业上制造普通玻璃的主要原料是 、 、_____，普通玻璃的成份是 。工业上制水泥则以 、 为主要原料 18．古希腊流传这样一个传奇故事一批贩运纯碱的商船停泊在江边的沙岸部，商人们找不到石头来搭灶煮饭，就把船上的大块纯碱搬来，放在沙地上垫锅做饭，饭熟后商人们惊奇地发现“灶”变成了晶莹透明的固体。这种固体可能是 ，其主要成分是 。 19．除去括号中的杂质，将操作方法和化学方程式填入表中空格。 操作方法 化学方程式 ①SiO2 CaCO3 ② SiO2 CaO ③ SiO2 Fe2O3 20．实验室里盛放碱液的试剂瓶瓶塞不能用玻璃塞，是因为 。 检验生石灰里含有石英和石灰石的方法是 。 21．把13g含有SiO2的CaCO3固体在高温下加热到质量不再改变，冷却后称量为8.6g （1）生成的CO2在标准状况下的体积是多少升 （2）原物质中含SiO2的质量是多少克 教师助手 学生帮手 家长朋友