苏教版必修一第三单元 含硅矿物与信息材料教学设计及反思

专题3  从矿物到基础材料

第三单元 含硅矿物与信息材料

硅酸盐矿物、硅酸盐产品（传统材料）和信息材料的介绍

 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：

①各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。

②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。

③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。

2．Na2SiO3的性质：Na2SiO3易溶于水，水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业的黏合剂，也用于木材的防腐和防火。

化学性质主要表现如下：

（1）水溶液呈碱性（用PH试纸测），通CO2有白色沉淀：Na2SiO3 + CO2 + H2O ＝ Na2CO3 + H2SiO3↓（白色胶状沉淀），离子方程式：SiO32－ ＋ CO2 + H2O ＝＝ CO32－ ＋ H2SiO3↓。

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 。

4．硅酸盐产品（传统材料）

制玻璃的主要反应：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2↑.

硅的制取

制粗硅：SiO2 + 2C Si + 2CO

制纯硅：Si + 2Cl2 SiCl4(液态)

SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl

硅的性质

（1）物理性质：晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。

（2）化学性质：常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。性质稳定。

Si +2F2 ＝ SiF4（气态）,              Si + 4HF ＝ SiF4 +2 H2,

Si +2NaOH + H2O ＝ Na2SiO3 +2H2↑,（Si +2NaOH + 4H2O ＝ Na2SiO3 +2H2↑+ 3H2O.）

硅的用途

（1）用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；（2）制造太阳能；（3）制造合金，如含硅4％（质量分数）的钢导磁性好制造变压器的铁芯；含硅15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。

二氧化硅的性质和用途

1．SiO2在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化硅又称硅石。

2．SiO2物理性质：硬度大，熔点高，难溶于溶剂(水)的固体。

3．SiO2化学性质：常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。

SiO2 + 2F2 ＝ SiF4 + O2 ,    SiO2 + 4HF ＝ SiF4 + 2H2O （雕刻玻璃的反应),

SiO2 + 2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O （实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因）.

加热高温：SiO2 + 2C Si +2 CO,   SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑

SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2↑，SiO2 + CaO CaSiO3 .

4．SiO2的用途：制石英玻璃，是光导纤维的主要原料；制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产；在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。