高一化学必修1专题三第三单元含硅矿物与信息材料苏教版【本讲教育信息】一、教学内容含硅矿物与信息材料二、考点清单1、了解地壳中硅元素的含量,知道硅元素在自然界中的主要存在形式2、了解硅酸盐工业及其产品3、了解硅及二氧化硅的重要性质及用途。4、了解工业上高纯硅的制备方法三、全面突破知识点1:硅酸盐矿物与硅酸盐产品一)硅的存在:(1)在地壳中的含量仅次于氧,居于第二位;(2)在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅。如SiO2、硅酸盐等;二)硅酸盐及其性质(1)硅酸盐组成的表示方法①盐化学式法如:硅酸钠:Na2SiO3、硅酸钙:CaSiO3,此法用于组成简单的硅酸盐。②盐氧化物法将硅酸钠(Na2SiO3)改写为氧化物形式:(Na2O·SiO2),如将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改写为氧化物形式:(3MgO·4SiO2·H2O),将钠长石(NaAlSi3O8)改写为氧化物形式:(Na2O·Al2O3·6SiO2)(2)硅酸盐的性质①在硅酸盐中,只有极少数的硅酸盐溶于水,Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种②Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”,粘稠状,有弱碱性,能粘结磨口玻璃瓶塞。水玻璃可作粘合剂、防腐剂、耐火材料等。③Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2,化学方程式:Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓因此Na2SiO3溶液要密封保存。三)硅酸盐产品1、传统的硅酸盐产品(1)水泥主要原料:石灰石、黏土(黏土的主要成分为铝的硅酸盐矿物)普通水泥的主要成分是:硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)等。说明:水泥是一种非常重要的建筑材料,水泥最重要的性质就是水硬性,即跟水混合搅拌并静置后,很容易凝固变硬。(2)玻璃主要原料:石英、纯碱、石灰石反应方程式:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑说明:①玻璃的种类有普通玻璃、钢化玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没有固定的熔沸点。②比较水泥和玻璃的生产方法硅酸盐产品水泥玻璃主要设备水泥回转窑玻璃熔炉原料石灰石和黏土纯碱、石灰石、石英(过量)反应原理发生复杂的物理—化学变化(不作要求)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑主要成分3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反应条件高温高温(3)陶瓷主要原料:黏土(其主要成分为Al2O3·2SiO2·2H2O)中国瓷都:景德镇;陶都:宜兴2、信息材料――光导纤维:它的主要成分是SiO2,是目前应用最广的信息材料,它有信息传输量大,信号准确,便于铺设,耐磨耐腐蚀,使用寿命长等优点。一条通常的光缆可以同时传输十亿门电话的信号。3、分子筛:许多硅酸盐具有多孔的结构,孔的大小与一般分子的大小相当,而且组成不同的硅酸盐的孔径不同.因此这些硅酸盐具有“筛分”分子的作用,人们把它们称为分子筛(molecularsieve).分子筛常用于分离、提纯气体或液体混合物。作干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体,用于净化水、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。例1.高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y,其中x、y的数值分别是()A.7、2B.5、4C.6、3D.3、6【解析】解答此题涉及两个未知数x、y,但由化合价规则只能列出一个方程,因而本题要用解不定式方程的知识。根据化合价规则,Al为+3价,Si为+4价,O为-2价,OH为-1价,则有2×(+3)+2×(+4)+x×(-2)+y×(-1)=0,化简得2x+y=14,将A~D中的x、y值代入,只有B项符合方程。【答案】B例2.三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡,是因为该物质不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物的形式为______,它中和胃酸(HCl)的化学方程式是_________________________。【解析】本题若直接写三硅酸镁与盐酸的反应,很多学生会感到无从入手或写错方程式。但若能将此硅酸盐改写成氧化物的形式,便可看出该反应可看作是判断碱性氧化物(MgO)、酸性氧化物(SiO2)能否与盐酸反应的问题。【答案】2MgO·3SiO2·nH2O;2MgO·3SiO2·nH2O+4HCl=2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O。知识点2:硅硅单质用途广泛,但自然界中却没有硅单质。工业上是如何...