1、第三单元 含硅矿物与信息材料（学案）（第一课时）【学习目标】 1、硅酸盐的组成2、工业生产水泥、玻璃的原料、原理及产品性质3、陶瓷材料应用及性能【难点重点】1、工业生产水泥、玻璃的原料、原理及产品性质2、陶瓷材料应用及性能3、硅酸盐的丰富性和多样性。1、 硅的存在：阅 读 材 料 ， 完 成 练 习 ：硅在地壳中的丰度为 27.7%，在所有元素中居第第二位，地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的 SiO2，占地壳总质量的 87%硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。如果 说碳是组成生物界的主要元素，那么，硅就是构成地球上矿物界的主要元素。我们脚下的泥土、石头和沙子，我们使用的砖、瓦水泥、玻璃
2、和陶瓷等等，这些我们在日常生活中经常遇到的物质，都是硅的化合物。硅，真是遍布世界、俯拾皆是的元素。由于硅易与氧结合，因此自然界中没有游离态的硅存在。（1）硅在地壳中的含量仅次于 ，居于第 位；（2）在自然界中没有游离态的硅，只有以 态存在的硅。如 、 等；（3）化合态的硅广泛存在于地壳的各种 和岩石里，是构成 和岩石的主要成分。（4） 、三大硅酸盐产品：_、_、_二、硅 酸 盐 极 其 性 质（1）硅 酸 盐 组 成 的 表 示 方 法硅 酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用 的形式表示其组成。 如： 锆石：_ 红柱石：_镁橄榄石：_ 钙铝石榴子石：_ _（一般顺序为：活泼金属氧化物+不活
3、泼金属氧化物+ 二氧化硅+水）书写规则：（1）元素的价态保持不变；（2）各元素写成相应的氧化物，顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表。（3）改写后的式子要与原化学式的原子个数比保持不变。练习：高岭土 Al2Si2O5(OH)4_ 白云母 K2Al6Si6(OH)8O 18_，石棉 CaMg3Si4O12 长石 KAlSi3O8 （2）硅酸盐的性质 Na 2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种Na 2SiO3的水溶液俗称_,是建筑业中常用的一种_,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既_又_。Na 2SiO3溶液碱性,易吸收空气中的 CO2,化学方程式 Na2SiO3 +
4、CO2 + H2O H 2SiO3+ Na 2CO3,因此 Na2SiO3溶液要_保存。看一看：水玻璃硬化中析出的硅酸凝胶具有很强的粘附性，因而水玻璃有良好的粘结能力。硅酸凝胶能堵塞材料毛细孔并在表面形成连续封闭膜，因而具有很好的抗渗性和抗风化能力。硅酸凝胶具有高温干燥增加强皮的特性，因而水玻璃具有很好的防火热性。硅酸凝胶不与酸类物质反应，因而水玻璃具有很好的耐酸性。 水玻璃可以用于建筑物表面以提高其抗风化能力。三、常见的硅酸盐产品传统的无机非金属材料1、水泥：主要应用：建筑业中使用最普遍的基础材料。制造原料：_(主要成分_ ),_;设备：_成分：硅酸三钙（3CaOSiO 2） ；硅酸二钙（2
5、CaOSiO 2） ；铝酸三钙（3CaOAl 2O3）阅读 79 页资料卡，回答：水泥袋子上看到比如 42.5，42.5R，52.5，52.5R、62.5、62.5R 等等，那这标号又代表着什么是什么意思？2、陶瓷： 中国是瓷器之都,新石器时代就已经掌握了炼陶技术,陶瓷不仅广泛应用于生活,而且在电子工业,原子能工业,宇航事业等方面发挥越来越重要的作用。想一想？（1）你知道生产陶瓷的主要原料是什么吗？（2）你能列举出生活中常见的一些陶瓷产品吗？看一看：我们知道北京时间 2005 年 10 月 12 日 9 时整，万众瞩目的中国第二艘载人飞船神舟六号搭乘两名航天员在酒泉卫星发射中心中国载人航天发射
6、场由神箭-长征二号 F 运载火箭发射升空。17 日凌晨 4 时 33 分，“神舟六号” 载人飞船圆满完成了飞行任务顺利返回， 为中国航天事业续写了新的辉煌。当返回舱在距离地面 80 公里-40 公里的高度以数千米每秒的速度穿越稠密大气层时， 返回舱表面温度会达到摄氏 1000-2000 摄氏度，如果不采取有效的防热降温措施，整个返回 舱将会像陨石一样被烧为灰烬。高速带来了高温， 这似乎是一道不可逾越的障碍，人们把这种障碍称为“ 热障”。怎样使宇宙飞行器克服“热障”？科学家在分析了 “宇宙不速之客”陨石后 发现， 陨石表面虽熔化，但里面的化学成分没有变化。这说 明陨石在下落过程中，尽管表面因摩擦
7、生热产生几千度而熔化，但由于穿过大气 层的时间很短， 热量还 来不及传到内部， 这给科学家以启发：让宇宙飞行器的头部戴一顶用烧蚀材料做成的“头盔” ，把重返大气层时摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔融、气化等一系列物理和化学变化中，到达保护宇宙飞行器的目的。表面的这种烧蚀材料主要是近年来科学家研制成功的纤维增强陶瓷复合材料碳纤维石英复合材料。目前我国还研制成功了高温结构陶瓷、纳米陶瓷等高科技的一些陶瓷结构材料。3、玻璃：原料：_、_、_，设备：_，原理：Na 2CO3SiO 2 高 温 Na2SiO3CO 2；CaCO 3SiO 2 高 温 CaSiO3CO 2成分：_，种类 特性 用途普通玻璃
8、 在较高温度下易软化 窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃 膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等光学玻璃 透光性能好，有折光和色散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维 耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀 太空飞行员的衣服、玻璃钢等钢化玻璃 耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂 运动器材；微波通讯器材；汽车、火车窗玻璃等想一想？你还知道其他种类的玻璃吗？看一看：玻璃微珠的应用：在夜里如果乘车奔驰在高速公路上，你可以看到有一种现象：道路两侧又橙红色的指示灯不断闪亮，引导车辆前进，还有前方有一块块高架于道路上空
9、的交通标志牌，醒目地显示出前方即将到达地地点及所剩里程。这些是不是有不息的指示灯呢？不是。其实这些指示灯和标志牌没有装灯泡，它们是一种定向反光膜。这定向反光膜的材料就是玻璃微珠。达标训练：1、材料的历史悠久，人类制造出的第一种材料是（ ）A、青铜 B、铁器 C、玻璃 D、陶器2、下列日常生活中的物品不属于硅酸盐产品的是（ ）A、水晶烟灰缸 B、陶瓷花瓶 C、建造房屋的水泥 D、普通玻璃3、硅酸钠的水溶液俗称水玻璃。下列关于水玻璃的说法中，正确的是（ ）A、水玻璃是一种纯净物 B、水玻璃可作木材防火剂C、水玻璃与盐酸反应所得的白色胶状沉淀是二氧化硅D、滴有酚酞的水玻璃呈红色，说明水玻璃与食盐水一样呈中性4、石灰石中的主要杂质为石英，该石灰石在下列工业生产中某杂质也参加有益的化学反应的是（ ）A、烧制石灰 B、制普通玻璃 C、炼铁 D、制硅酸盐水泥5、在炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中，都需要的原料是 （ ） A、生石灰 B、石灰石 C、石英 D、纯碱6、下列说法中不正确的是 （ ）A、硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅B、水泥、普通玻璃都是混合物C、生产水泥和玻璃都必须用石灰石D、用纯净的石英制成石英玻璃,它的膨胀系数小,常用来制造耐高温的化学仪器 7、石英砂与烧碱反应可以制得水玻璃；将纯碱和二氧化硅共熔，也可以制得水玻璃。试写出反应的化学方程式。
