硅酸盐矿物与硅酸盐产品1

硅酸盐矿物与硅酸盐产品

教学目标：

1． 了解硅在自然界的存在形式。

2． 了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切关系。 3．了解水泥、玻璃、陶瓷三种常见的硅酸盐工业。 教学过程：

[导入] 硅是带来人类文明的重要元素之一。大到高科技领域，小到我们周围的生活，到处都有硅及其化合物的踪影。

[学生阅读讨论] 通过阅读课本图3-18随处可见的含硅化合物及产品，交流讨论硅在人类生产生活中的广泛应用。

[教师提问] 地壳中硅元素含量居第几位？在自然界中以什么形态存在？硅元素主要存在于什么物质里？

[结论] 硅以 态存在于自然界，硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里。硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的5%。 [板书] 一、硅酸盐

[教师讲解] 硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐统称硅酸盐。与其他盐不同，硅酸盐的组成相当复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示它们的组成。

[学生阅读] 课本80页图3-19几种常见硅酸盐矿物的组成，且思考书写时遵循什么样的规律？

[教师讲解] 书写时，应将金属元素的氧化物写在前面，若有多种金属元素，按活泼性依次减弱的顺序写出其氧化物，然后写二氧化硅，最后写水，且各氧化物之间要用“·”隔开。如：

[板书讲解] 硅酸钠Na2SiO3 可表示为 Na2O·SiO2

滑石Mg3(Si4O10)(OH)2 可表示为3MgO·4SiO2·H2O

[过渡] 刚才我们提到的硅酸钠，是一种可溶性的硅酸盐，而其它硅酸盐多数是不溶于水的。硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，为无色粘稠的液体，常作粘合剂。

[[思考]存碱液的试剂瓶为什么只能用橡皮塞而不能用玻璃塞？ [教师设问] 同学们还知道硅酸钠的一些其它的用途吗？

[教师讲解] 人们也经常把具有特殊要求的木材、纺织品等用水玻璃浸泡，这样加工的产品既耐腐蚀，又不易着火。

[板书] 硅酸钠的用途：粘合剂、防腐剂、耐火材料 [讲解] 硅酸可通过可溶性硅酸盐与酸反应得到，如：

[板书讲解] Na2SiO3 ＋ CO2 ＋ H2O === H2SiO3 ＋ Na2CO3 Na2SiO3＋HCl === H2SiO3＋NaCl

[思考] 碳酸与硅酸的酸性谁强？硅酸钠能否敞口放置于空气中？

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城北高一化学集体备课教案

[板书] 二、硅酸盐工业简介

[讲解]以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称硅酸盐工业。主要包括陶瓷工业、水泥工业和玻璃工业，其反应包含复杂的物理、化学变化。 [板书] 1、水泥 主要原料 黏土 石灰石（石膏适量） 2、玻璃： 主要原料 纯碱 石灰石 石英 反应条件 高温 玻璃窑中发生的主要反应 高温 Na2CO3+SiO2==== Na2SiO3+CO2↑ 高温 CaCO3+SiO2 ======CaSiO3+CO2↑ 成分 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 主要设备 水泥回转窑 反应条件 高温 普通水泥的主要成分 主要性质 硅酸三钙：3CaO·SiO2 硅酸二钙：2CaO·SiO2 水硬 铝酸三钙：3CaO ·Al2O3 普通玻璃的大致成分为Na2O·CaO·6SiO2。 问题探究：根据强酸制弱酸的规律，上述玻璃窑中发生的反应，能否证明硅酸的酸性比碳酸强？

结论：不能。我们已学习的复分解反应的规律，仅适用于溶液里的反应，不能套用高温条件下物质之间的反应。 3、陶瓷 主要原料 黏土 生产过程 混合→成型→干燥→烧结→冷却 反应条件 高温 种类、 性能 土器、陶器、抗氧化、抗酸炻器、瓷器 碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型 [提问] 对于一般烧制的陶瓷制品，有什么共同的缺陷呢？怎样弥补？ 烧制前在坯体表面涂上一层釉，使成品光滑，不渗水。 [课堂练习]

1、在多年使用的厨房里，久未更换的玻璃往往失去光泽，严重的还会形成白色的斑点，这种现象化学上叫做“碱析”，产生碱析的化学方程式为 。

2、白云母是重要的无机硅酸盐材料，它的主要成分为K2Al6Si6(OH)nO18,则n为（ ）

A、4 B、6 C、8 D、10 3、将下列硅酸盐改写成氧化物的形式。

（1）镁橄榄石（Mg2SiO4） 。 （2）高岭石[Al2Si2O5(OH)4] 。

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城北高一化学集体备课教案

[课外作业] （第十四周第一次作业） 一、选择题 1．Al2O3·2SiO2·2H2O是一种 ( ) A．混合物 B．硅酸盐

C．两种氧化物的水化物 D．铝酸盐

高温 2．在反应SiO2+3C=======SiC+2CO↑中，氧化剂与还原剂的物质的量之

比为 ( )

A．1∶3 B．3∶1 C．2∶1 D．1∶2 3．关于水玻璃的性质和用途的叙述正确的是 ( ) A．它是一种矿物胶，既不能燃烧，也不受腐蚀 B．建筑工业上可作粘合剂，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

4．将45 g SiO2与 75 g CaCO3共热，生成CO2的质量为 ( )

A．g B．45g C．33g D．39.6g

5．用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中不正确的是（ ） A．钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示为CaO·Al2O3·3Si O 2 ·3H2O B．镁橄榄石Mg2SiO4表示为2MgO·SiO2 C．正长石KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·3SiO2

D．高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为Al2O3·2SiO3·2H2O 6．镁橄榄石(2MgO·SiO2)中阴离子是 ( )

A. SiO32- B. SiO- C. SiO44- D. SiO-

二．填空题

7．矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的．此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程．例如钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土〔Al2Si2O5(OH)4〕，此反应的离子方程式为2KAlSi3O8＋

＋

2H2CO3＋9H2O====2K＋2HCO3-＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4，这个反应能发生的原因是 。 8．普通玻璃中Na2SiO3∶CaSiO3∶SiO2＝ 1∶1∶4 (物质的量之比)，若以a Na2O·b CaO·m SiO2表示此玻璃的组成， 则a∶b∶m＝ 。 9．三硅酸镁被用来治疗胃溃疡是因为该物质不溶于水，服用后中和胃酸作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物形式为_______________________，写出其与胃酸反应的化学方程式： ______________________________________________________________ 。 ★10．用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O，并含少量的CaO·Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)。其实验步骤如下：将土样和纯碱混匀，加热熔融，冷却后用水浸取熔块，过滤，弃去残渣，溶液用盐酸酸化，经过滤，

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分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。

(1)写出熔融时的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3和SiO2与纯碱反应相似，生成偏铝酸盐或硅酸盐和二氧化碳)：

________________________________________________________________。 ________________________________________________________________。 (2)最后的沉淀物是____________。生成该沉淀的离子方程式是 。 (3)实验中常用的有瓷坩埚，氧化铝坩埚和铁坩埚。本实验在熔融土时，应选____________坩埚。

三．计算题

11．把13 g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8.6 g

（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？

★12．17g样品（含Al2O3、Fe2O3、SiO2 ），放入盛100 mL NaOH溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10 mol·L-1稀H2SO4溶液，生成的沉淀的物质的量与加入H2SO4溶液的体积关系如图。试求：①加入NaOH溶液的浓度；②b＝5时。样品中各成分的质量分数。

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