2023-2024学年人教版新教材必修第二册 第五章第三节 无机非金属材料（第1课时） 学案

第三节无机非金属材料第1课时硅酸盐材料知识链接Hi，在开始挑战之前，先来热下身吧！思考：制造玻璃时发生以下反应：Na2CO3＋SiO2eq\o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑。该反应能否说明H2SiO3的酸性比H2CO3强？为什么？。▪◆学习任务（一）读教材，首战告捷让我们一起来阅读教材，并做好色笔区分吧。（二）试身手，初露锋芒让我们来试试下面的问题和小练习吧。问题1．硅酸盐(1)性质：硅酸盐性质稳定，熔点，多数溶于水。(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。(3)最简单的硅酸盐——Na2SiO3问题2．传统的无机非金属材料——硅酸盐产品玻璃水泥陶瓷主要原料、石灰石、石英、黏土主要设备陶瓷窑主要反应主要成分普通玻璃硅酸盐练习．玻璃、陶瓷和水泥是重要的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有的元素是()A．氮 B．硫C．硅 D．氯（三）攻难关，自学检测让我们来挑战吧！你一定是最棒的！中华传统文化博大精深，其中涉及很多的化学知识。下列有关说法不正确的是()A．“滴水石穿、绳锯木断”不包含化学变化B．工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料C．“落汤螃蟹着红袍”肯定发生了化学变化D．中国蓝是古代人工合成的蓝色化合物，其化学式为BaCuSi4O10，其中硅的化合价为＋4价举一反三：【变式】世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英砂B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起测一测，大显身手一、选择题（每小题有1~2个选项符合题意）1．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是()A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐2．含硅物质在生产生活中应用广泛，下列有关硅酸盐材料的叙述不正确的是()A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料B．烧结黏土制陶瓷，不涉及化学反应C．普通水泥的主要成分是硅酸盐D．制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英砂3．下列关于某博物院使用材料相关说法正确的是()A．展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有SiO2B．墙体使用的砖瓦、水泥是硅酸盐制品C．商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于硅酸盐制品D．展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜，此绿色物质不溶于盐酸4．下列叙述正确的是()A．高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸C．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化原理相同D．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳5．将过量的CO2分别通入：①CaCl2溶液、②浓Na2SiO3溶液、③Ca(OH)2溶液、④饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是()A．①②③④ B．②④C．①②③ D．②③6．下列说法正确的是()A．硅胶作袋装食品的干燥剂的过程中没有发生化学变化B．酸性溶液中可能大量存在Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、SiOeq\o\al(2－,3)C．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO3＋2H＋=H2SiO3↓＋2Na＋D．向Na2SiO3溶液中通入过量SO2的离子方程式：SiOeq\o\al(2－,3)＋SO2＋H2O=H2SiO3↓＋SOeq\o\al(2－,3)7．下列说法正确的是()A．普通玻璃的主要成分可以表示为Na2O·CaO·6SiO2，说明普通玻璃为纯净物B．制玻璃的过程中发生反应Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑，说明酸性H2SiO3>H2CO3C．水晶玻璃、普通玻璃均属于硅酸盐产品D．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，用氧化物形式可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O二、填空题8．某同学为验证盐酸、碳酸和硅酸的酸性强弱，用如图所示装置进行实验：试回答下列问题。(1)装置Ⅰ中滴加盐酸后，产生的现象是____________________________________；装置Ⅱ的作用是________________________________，其中可能发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________。(2)装置Ⅲ中的现象是_______________，反应的化学方程式是__________________。(3)该实验的实验结论是_________________________。参考答案知识链接Hi，在开始挑战之前，先来热下身吧！思考：制造玻璃时发生以下反应：Na2CO3＋SiO2eq\o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑。该反应能否说明H2SiO3的酸性比H2CO3强？为什么？提示：不能。SiO2与Na2CO3反应，是在高温下，且生成的产物是CO2气体，可以脱离反应体系，并不能说明H2SiO3酸性强于H2CO3。▪◆学习任务（二）试身手，初露锋芒让我们来试试下面的问题和小练习吧。问题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(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，钠长石(NaAlSi3O8)可表示为Na2O·Al2O3·6SiO2。(3)最简单的硅酸盐——Na2SiO3问题2．传统的无机非金属材料——硅酸盐产品玻璃水泥陶瓷主要原料纯碱、石灰石、石英石灰石、黏土黏土主要设备玻璃熔炉水泥回转窑陶瓷窑主要反应SiO2＋Na2CO3eq\o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑、SiO2＋CaCO3eq\o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑主要成分普通玻璃Na2SiO3、CaSiO3、SiO2硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)硅酸盐练习．【答案】C【解析】玻璃、陶瓷、水泥属于传统的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有硅元素和氧元素，故选项C正确。（三）攻难关，自学检测让我们来挑战吧！你一定是最棒的！【答案】A【解析】石头大多为大理石(即碳酸钙)，其能与水、二氧化碳反应生成Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2是可溶性物质，属于化学变化，A错误；制玻璃的原料：石英、石灰石、纯碱等；制水泥的原料：石灰石和黏土；制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉，因此工业上生产玻璃、水泥、漂白粉均需要用石灰石为原料，B正确；龙虾和螃蟹被煮熟时，它们壳里面的一种蛋白质——甲壳蛋白会受热扭曲分解，释放出一种类似于胡萝卜素的色素物质，有新物质生成，属于化学变化，C正确；根据化合价的代数和为零可知硅的化合价为＋4价，D正确。举一反三：【变式】【答案】B【解析】普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B错误；普通玻璃的大致组成为硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，C正确；二氧化硅易与烧碱溶液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞，D正确。测一测，大显身手【答案与解析】1．C【解析】陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英砂是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。2．B【解析】烧结黏土制陶瓷的过程包含复杂的物理、化学变化，B项错误。3．B【解析】钢化玻璃与普通玻璃的主要成分相同(只是制造的工艺不同)，主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，A项错误；砖瓦和水泥都是硅酸盐制品，B项正确；后(司)母戊鼎是青铜器，属于铜合金制品，C项错误；铜绿是碱式碳酸铜，该物质可以与盐酸反应生成氯化铜而溶解，D项错误。4．D【解析】B项，物质中都含有SiO2，能与氢氟酸反应；C项，石灰硬化的原理是Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3，而水泥硬化过程中发生复杂的物理变化和化学变化。5．B【解析】根据酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液不反应，无明显现象；过量的CO2通入浓Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至过量会发生反应Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而有结晶析出。6．A【解析】B项，酸性条件下，SiOeq\o\al(2－,3)不能大量存在；C项，Na2SiO3是可溶于水的强电解质；D项，应生成HSOeq\o\al(－,3)。7．D【解析】普通玻璃的主要成分可以表示为Na2O·CaO·6SiO2，但普通玻璃属于混合物，A项错误；反应Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑能发生是因为生成的CO2不断逸出，且该反应不是在溶液中发生的，不能作为判断碳酸和硅酸酸性强弱的依据，事实上碳酸的酸性强于硅酸的酸性，B项错误；水晶玻璃的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐产品，C项错误。8．(1)固体溶解并有气泡产生吸收CO2中混有的HCl气体HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑(2)有白色胶状沉淀生成Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2S