1、第2课时 硅酸盐与无机非金属材料,第4章 第1节 硅 无机非金属材料,学习目标定位 1.知道硅酸和硅酸盐的主要性质，会用氧化物形式表示硅酸盐的组成。 2.知道传统的硅酸盐制品和一些新型无机非金属材料在生产、生活中的主要应用。 3.体会组成材料的物质的性质与材料性能的密切关系。,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,1.下列含硅物质：硅酸钙(CaSiO3)，钾云母(K2Al6Si6H4O24)，石棉(CaMg3Si4O12)，它们在组成上的相同点是_ _，共同的物质类别是 。它们种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成
2、，如硅酸钙(CaSiO3)可表示为CaOSiO2，钾云母可表示为_，石棉可表示为_。,一、硅酸 硅酸盐,都是由硅、氧和金属元素组成,的化合物,硅酸盐,K2O3Al2O36SiO22H2O,CaO3MgO4SiO2,2.硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多 溶于水，化学性质 稳定。最简单的硅酸盐是硅酸钠，是一种白色固体，能溶于水，其水溶液俗称 。 (1)若取两个小木条(或滤纸条)，分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中浸泡，取出稍沥干后，同时分别放置在酒精灯外焰处，观察到的现象是_，由此可得出的实验结论是 。,不,很,水玻璃,水浸泡的木条燃烧，用硅酸钠饱和溶液浸泡的木条不燃烧,用蒸馏,硅酸钠耐高温，
3、不能燃烧,(2)在盛有饱和硅酸钠溶液的试管中，滴加23滴酚酞溶液，观察到的现象是 ；再滴加稀盐酸观察到的现象是_ _，反应的化学方程式是_ _。 (3)若将少量二氧化碳通入饱和硅酸钠溶液中，观察到的现象是_ _，反应的化学方程式是_ _。,溶液变为红色,色，有白色胶状沉淀生成,溶液由红色变为无,Na2SiO32HCl=,H2SiO32NaCl,有白色胶,状沉淀生成,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3,Na2CO3,3.硅酸是难溶于水的弱酸，其酸性比碳酸弱。硅酸不能使紫色石蕊溶液变红色。 (1)硅酸不稳定，受热易分解： 。 (2)硅酸能与强碱溶液反应：_。 (3)实验室制取硅酸的方法是 。
4、,H2SiO3 H2OSiO2,2NaOHH2SiO3=Na2SiO32H2O,可溶性硅酸盐与酸反应,1.硅酸盐的概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 2.用氧化物形式表示硅酸盐的方法： (1)各氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。 (2)氧化物之间以“”隔开。 (3)在氧化物前面按化学式中的比例添加数字。,3.硅酸钠不易腐蚀，不能燃烧，热稳定性强，其水溶液呈碱性，能与酸反应，其离子方程式为 2H=H2SiO3；硅酸钠水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，在空气中露置易变质：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。 4.硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的白
5、色胶状物，具有不稳定性、弱酸性，硅酸失去部分水后得硅胶。由二氧化硅制备硅酸需先加氢氧化钠溶液，再加稀盐酸或通入过量二氧化碳。,1.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，此时反应的离子方程式为 2KAlSi3O82H2CO35H2O=2K2HCO 4H2SiO3Al2Si2O5(OH)4。 (1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式： KAlSi3O8_； Al2Si2O5(OH)4_。,K2OAl2O36SiO2Al2O32SiO22H2O,答案,解析,解
6、析 本题是以岩石风化为背景考查了硅酸盐的性质。 是改写成氧化物的形式，要符合化合价不变、原子个数比不变两个原则，按照活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅H2O的顺序书写。,(2)上述反应能够发生的原因是_。,答案,解析,易错警示,H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强,解析 分析反应前后物质的种类，可知该反应属于酸与盐发生的复分解反应，由于H2CO3酸性强于H2SiO3，发生了较强酸制较弱酸的反应。,易错警示 (1)由于硅酸盐的组成复杂，用氧化物表示其组成只是为了简化硅酸盐组成的表示，不能理解为硅酸盐以氧化物的形式存在。 (2)用氧化物表示硅酸盐组成时，根据原子守恒改写成氧化物时，氧化物前的
7、数字若出现分数，则在氧化物前面按化学式中的比例化为整数添加数字。 (3)硅酸盐除硅酸钠、硅酸钾易溶于水，其他都难溶于水，写离子方程式时注意除硅酸钠和硅酸钾外，硅酸盐一般写其化学式。,1.传统无机非金属材料 硅酸盐产品有着广泛的应用，大家熟悉的玻璃、水泥和陶瓷是常见的硅酸盐产品，也是使用量最大的传统无机非金属材料。,二、无机非金属材料,(1)阅读教材填写下表：,石灰石、黏土,纯碱、石灰石、石英,黏土,Na2CO3SiO2,Na2SiO3CO2、,CaCO3SiO2 CaSiO3CO2,熔、沸点,水硬性,(2)硅酸盐产品水泥与陶瓷的共同原料是 ，水泥与玻璃的共同原料是。 (3)人类应用最早的硅酸盐
8、材料是 ，它是以 等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品。主要有陶器、瓷器。,黏土,石灰石,陶瓷,黏土,2.新型无机非金属材料 常见的新型无机非金属材料有：高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。新型无机非金属材料具有一些特殊的结构、特殊的功能。,1.无机非金属材料是相对于由有机物组成的材料而言的，它大多由非金属元素组成的无机物组成。可分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料。 2.以含硅物质为原料经加热制成的产品，称硅酸盐材料。日常生活中经常接触的硅酸盐制品有水泥、玻璃、陶瓷。 硅酸盐材料生产的特点：(1)用含硅的物质作原料；(2)反应条件是高温；(3)反应原理复杂，有复杂的物理、化学变化；(4)生
9、成物是硅酸盐。,解析,拓展延伸,2.下列说法中正确的是 A.制造水泥和普通玻璃的原料中都含有石灰石 B.普通玻璃是绝缘体，这种透明的固体物质熔点很低 C.石英玻璃能经受温度剧变且能抵抗强碱的腐蚀 D.硅酸盐可用氧化物形式表示其组成，这表明硅酸盐是由氧化物组成的,答案,解析 玻璃是混合物，无固定熔点，B项错误； 石英玻璃的主要成分是SiO2，不耐碱腐蚀，C项错误； 虽然硅酸盐用氧化物形式表示，但不代表硅酸盐由氧化物组成，它仍以结构复杂的盐的形式存在，D项错误。,拓展延伸,拓展延伸 钢化玻璃与普通玻离成分相同，没有固定熔、沸点；普通玻璃高温下会软化，石英玻璃能经受高温，高温灼烧氢氧化钠不能使用石英
10、坩埚。,3.有下列物品或设备：陶瓷餐具 砖瓦 水泥路桥 门窗玻璃 水晶镜片 石英钟表 玛瑙手镯 硅太阳能电池 石英光导纤维 计算机芯片 (1)用到硅单质的是_。,解析 硅电池、计算机芯片的原料是硅单质，即。,答案,解析,答案,解析,易错警示,(2)所用材料为SiO2或要用到SiO2的是_。,(3)所用材料为硅酸盐的是_。,解析 所用材料为SiO2或要用到SiO2的是门窗玻璃、水晶、石英钟表、玛瑙、石英光导纤维，即。,解析 陶瓷、砖瓦、水泥、玻璃的成分是硅酸盐，即。,易错警示 玛瑙、水晶、石英成分主要是二氧化硅；玻璃、水泥、陶瓷均为硅酸盐材料，且不溶于水。硅用于做硅太阳能电池和硅芯片，二氧化硅用
11、于做光导纤维，不能理解为二氧化硅具有导电性。,4.下列哪些材料是新型无机非金属材料 氧化铝陶瓷 氮化硅陶瓷 碳化硅陶瓷 氮化铝陶瓷 氮化钛陶瓷 硅化硼陶瓷 二硅化铜陶瓷 A. B. C. D.全部都是,答案,易错警示,易错警示 新型无机非金属材料不一定含有硅元素，传统无机非金属材料一般为硅酸盐产品。,学习小结,达标检测,解析 可根据各元素的化合价，Be：2价、Al：3价、Si：4价、O：2价，以各元素化合价的代数和为零得方程(2)n(3)2(4)6(2)180，解得n3。,1,2,3,4,5,6,答案,解析,1.祖母绿宝石的主要成分为BenAl2Si6O18，也可以用SiO2和金属氧化物的形式
12、表示，已知Be为2价，则n为 A.1 B.2 C.3 D.4,1,2,3,4,5,6,答案,解析 A项，说明SiO2为酸性氧化物； B项，说明H2SiO3不稳定； C项，由“强酸制弱酸”可知酸性：H2CO3H2SiO3，即H2SiO3为弱酸。,解析,2.下列反应能证明H2SiO3是一种弱酸的是 A.SiO22NaOH=Na2SiO3H2O B.H2SiO3 SiO2H2O C.Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3 D.SiO2CaCO3 CaSiO3CO2,1,2,3,4,5,6,解析 传统无机非金属材料的主要成分是硅酸盐，新型无机非金属材料是一些具有特殊组成、特殊结构、特殊功
13、能的材料。,答案,解析,3.下列说法不正确的是 A.新型无机非金属材料主要包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等 B.新型无机非金属材料具有特殊的结构和性能 C.高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损等优点 D.传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐,1,2,3,4,5,6,解析 制取玻璃的原料中有纯碱，而制取水泥的原料中没有纯碱，A项错误； 普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，是混合物，没有固定的熔点，B项正确； 普通玻璃和水玻璃的成分不同，水玻璃不是普通玻璃的俗名，C项错误； 制取水泥和玻璃的原料中均有石灰石，石灰石中不含有硅元素，D
14、项错误。,答案,解析,4.下列说法正确的是 A.制取水泥和玻璃的原料中均有纯碱 B.普通玻璃是绝缘体，这种透明的固体物质是混合物，无固定的熔点 C.普通玻璃俗称水玻璃 D.硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅元素,5.露置于空气中一段时间后的水玻璃会变浑浊。向此浑浊溶液中加入稀盐酸，会生成白色沉淀，同时伴随有气泡产生。用离子方程式解释产生上述现象的原因： (1)溶液变浑浊：_。 (2)生成白色沉淀：_。 (3)产生气泡：_。,1,2,3,4,5,6,答案,解析,1,2,3,4,5,6,(1)A是_，B是_，D是_。,1,2,3,4,5,6,答案,解析,SiO2 Na2SiO3 H2SiO3,6.已知A是一种不溶于水的固体非金属氧化物，根据图中的转化关系，回答：,解析 由“A是一种不溶于水的固体非金属氧化物”可推知A为SiO2，再结合SiO2的相关性质：SiO2跟Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，二者在水中会反应生成H2SiO3沉淀，H2SiO3受热分解生成SiO2和H2O，说明A为SiO2是正确的。由SiO2BH2SiO3，可知B为Na2SiO3。,1,2,3,4,5,6,(2)写化学方程式： _， _。 (3)写离子方程式： _， _， _。,答案,1,2,3,4,5,6,本课结束,