《含硅矿物与信息材料》知识.doc

第三单元 含硅矿物与信息材料 第一课时硅酸盐矿物与硅酸盐产品在日常生活中，我们经常接触到玻璃、水泥、及陶瓷。同学们知道这些硅酸盐是用什么原料生产的吗？那这节课我们就来研究硅酸盐有关的知识。（1）硅元素在地壳中的含量怎样？（2）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？解析：（1）地壳中硅元素的含量仅次于氧，约占总质量的四分之一。（2）硅元素在自然界中主要是以硅酸盐和二氧化硅的形式存在。地壳质量的92是硅酸盐和二氧化硅。一、常见的硅酸盐硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐统称硅酸盐。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：各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。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。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3MgO4SiO2H2O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：ZrO2SiO2 红柱石：Al2O3SiO2 钙铝石榴子石：3CaOAl2O33SiO2 镁橄榄石：2MgOSiO2过渡：在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，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 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） 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)再向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。同时，又由于硅酸钠为矿物胶，有较强的粘性，也不能用磨口的玻璃瓶和玻璃塞，以免瓶口粘结。 过渡：在丰富的硅酸盐中，除硅酸钠外，其它的在工农业生产中的作用如何？下面我们来了解传统的硅酸盐产品的有关知识。水泥 ：生产原料：有黏士（主要成分为硅酸盐），石灰石。设备：水泥回转窑（高温煅烧）。石膏：调节水泥的硬化速率。产品主要成分：2CaOSiO2、3CaOSiO2、3CaOAl2O3拓展视野水泥的标号：325、425、525、625，水泥的标号越大其抗压强度越大。玻璃：是一种混合物（学生活动）玻璃生产的原料：石英、纯碱、石灰石 设备：玻璃熔炉（高温熔融）主要反应：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2.成份：Na2OCaO6SiO2 种类：钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃。分子筛：利用硅酸盐内部结构的空隙，可用于分离、提纯气体或液体混合物；还可以作干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工等方面。瓷器: 主要原料 ：黏土、石英沙一、 硅酸盐矿物、硅酸盐产品（传统材料） 1.硅酸盐的结构：（1）硅酸盐的结构复杂，常用氧化物的形式表示比较方便。硅酸盐结构稳定，在自然界中稳定存在。（2）氧化物形式书写的规律：各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。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。注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。2Na2SiO3的性质：Na2SiO3易溶于水，水溶液俗称“水玻璃”化学性质：（1）水溶液呈碱性（用PH试纸测），通CO2有白色沉淀：Na2SiO3 + CO2 +2 H2O = Na2CO3 + H4SiO4（原硅酸，白色胶状沉淀），离子方程式：SiO32 CO2 +2 H2O CO32 H4SiO4。原硅酸不稳定，易失水成硅酸：H4SiO4 = H2SiO3 + H2O（硅酸在方程式中可代替原硅酸书写。）硅酸受热分解：H2SiO3 H2O + SiO2 ，原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸，酸性：H2CO3强于H4SiO4或H2SiO3。(2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀：Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3，离子方程式：SiO32 2H+ = H2SiO3.(3)硅酸和氢氧化钠反应：H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O.离子方程式：H2SiO3 2OH SiO32 2H2O 。3. 硅酸盐产品（传统材料）水泥 普通玻璃 陶瓷制玻璃的主要反应： SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2.一、选择题1下列不属于硅酸盐工业产品的是（ ）A水泥 B陶瓷 C砖瓦D石英玻璃2下列物质不属于硅酸盐的是（ A粘土 B硅藻土CAl2(Si2O5)(OH)4 DMg2SiO43生产水泥的主要设备是（ ）A熔炉B回转窑 C沸腾炉 D合成塔4某硅酸盐样品中锌的质量分数为58.6%，其化学组成用氧化物形式可表示为nZnOSiO2，则n值等于A0.5 B1 C2 D35在天然环境中用自然界中的物质，且在常温下必须在空气中才能硬化的是（ ）A石灰抹墙后变硬不再溶于水 B熟石膏调水后灌入模中变硬C水玻璃抹在蛋皮上不久变硬呈玻璃状D水泥砂浆浇灌后变硬6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7.下列物质有固定熔点的是（ ）A玻璃 B水泥 C水玻璃 DNa2OSiO28.在实验室熔化NaOH固体，不能选用的坩锅是（ ）A铁坩锅 B瓷坩锅 C铝坩锅 D石墨坩锅三、计算题 11.SiO2和CaCO3的混合物26g，在高温