第六单元 含硅矿物与信息材料
《含硅矿物与信息材料》教案(苏教版)
第三单元第2课时 二氧化硅与信息材料导入新课：提问：硅在自然界中无游离态，为什么？是不是单质硅的性质很活泼？学生活动:硅在自然界中无游离态，不是硅单质性质活泼。
（硅元素的亲氧性和地壳运动等因素）过渡：下面我们就一起来讨论学习硅单质的性质和用途。
教学过程：一、硅1．物理性质：（1）硅是灰色，有金属光泽的硬而脆的固体固体。
（2）它的结构类似于金刚石，熔沸点高，硬度大。
（3）良好的半导体材料。
2．化学性质（1）常温下化学性质很稳定，不跟氧气、氯气、硫酸、硝酸等反应。
（2）加热能与氧气、C 等反应 Si+O 2∆（3）常温下能与氟气（F 2）、氢氟酸（HF ）反应Si 十 F 2―― Si 十 HF ――3．工业制法 SiO 2+C 高温_____+_____（粗硅）[讨论]（1）该反应中氧化剂是_______，还原剂是_______。
（2）用双线桥表示电子转移的方向与数目（3）C 被氧化后的产物是CO 还是CO 2？Si+Cl 2高温_____+_____ ，SiCl 4+H 2高温_____+_____(高纯硅)。
二：二氧化硅（SiO 2）1、存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。
天然二氧化硅的矿物有：硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等。
2、结构：二氧化硅晶体与金刚石结构相似是正四面体的空间网状结构。
3．二氧化硅的化学性质(1)酸性氧化物：SiO 2是酸性氧化物，是H 2SiO 3的酸酐，但不溶于水。
SiO 2＋CaO ====== CaSiO 3，SiO 2＋2NaOH = Na 2SiO 3 + H 2OSiO 2 ＋ 4HF === SiF 4 ＋ 2H 2O(2)弱氧化性 SiO 2＋2C ====== Si + 2CO[讨论] ①实验室能否用带玻璃塞的玻璃瓶盛放氢氧化钠溶液？②实验室能否用玻璃瓶盛放HF 溶液？（3）与盐反应SiO 2+Na 2CO 3高温Na 2SiO 3+CO 2↑ SiO 2+CaCO 3高温CaSiO 3+CO 2↑4.用途：(1)SiO 2是制造光导纤维的主要原料。
《含硅矿物与信息材料》 作业设计方案
《含硅矿物与信息材料》作业设计方案一、作业目标1、让学生了解常见含硅矿物的种类、成分和性质。
2、帮助学生掌握硅及其化合物在信息材料领域的重要应用。
3、培养学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
4、增强学生对化学与生活、科技紧密联系的认识，激发学生学习化学的兴趣。
二、作业内容（一）知识巩固类作业1、请写出常见含硅矿物的名称、化学式，并简述其主要物理性质和用途。
石英（SiO₂）：硬度大，无色透明，常用于制造玻璃、陶瓷等。
水晶（SiO₂）：纯净透明，常被用于制作珠宝首饰。
玛瑙（SiO₂）：具有美丽的颜色和纹理，可用于制作装饰品。
2、简述硅单质的物理性质和化学性质，写出相关的化学方程式。
物理性质：灰黑色固体，有金属光泽，熔点高，硬度大。
化学性质：常温下化学性质不活泼，加热时能与氧气等反应。
化学方程式：Si ＋ O₂＝ SiO₂（加热）（二）实践探究类作业1、参观当地的玻璃厂或陶瓷厂，了解含硅矿物在工业生产中的实际应用，并撰写一篇参观报告。
报告内容包括工厂的生产流程、使用的原料、主要设备等。
2、进行实验探究：硅酸钠溶液的防火性能。
实验步骤：准备硅酸钠溶液，将木条或滤纸浸泡其中，取出晾干后点燃，观察现象。
（三）拓展阅读类作业1、查阅资料，了解硅在半导体行业的发展历程和最新研究成果，写一篇短文介绍。
2、阅读有关新型信息材料的科普文章，如石墨烯、量子点等，比较它们与硅材料在性能和应用上的异同。
（四）创意设计类作业1、假设你是一名材料科学家，设计一种基于硅材料的新型信息产品，并画出设计图，简述其功能和优势。
2、以“硅与未来信息技术”为主题，创作一篇科幻小故事。
三、作业形式1、书面作业：包括简答题、论述题、实验报告、短文写作等。
2、实践作业：参观、实验探究等。
3、创意作业：设计图、科幻故事等。
四、作业时间安排1、知识巩固类作业：每次课后布置，预计完成时间 30 分钟。
2、实践探究类作业：利用周末或节假日进行，预计完成时间 2 3 小时。
2020-2021年高中化学 3.3《含硅矿物与信息材料》教案 苏教版必修1
2019-2020年高中化学 3.3《含硅矿物与信息材料》教案苏教版必修1一、学习目标（1）了解硅、二氧化硅、硅酸盐的存在与性质。
（2）通过对硅酸盐工业产品的了解，感受硅酸盐矿物的应用与人类文明的发展的密切关系。
（3）从传统材料到信息材料的学习，体会到“化学―人类进步的关键”,激发学习兴趣，增强学生研究、探索和发现新材料的意识。
二、重点和难点重点：硅酸钠、单质硅、二氧化硅的性质；硅酸盐的氧化物形式的书写。
三、设计思路本节课从介绍我们身边的高科技材料入手，激发学生学习的兴趣。
由于本节课内容比较简单,所以采用学生自主学习与师生共同归纳总结的教学方式，以促使学生更多地参与教学过程。
最后可以通过大量的图片介绍硅酸盐产品，以揭示化学与社会发展的相互关系。
四、教学过程【展示】含硅化合物及产品(ppt2)。
【过渡】硅在地壳中分布广泛，也是人类接触最早的元素之一。
从燧石取火到当今的单晶硅、光纤等高科技材料，人类对硅的认识从来就没有停止过。
人们最初接触的主要是传统的硅酸盐产品——陶瓷、砖瓦、水泥和玻璃。
在介绍硅酸盐工业前我们先来学习下面有关的知识。
【提问】（1）硅元素在地壳中的含量怎样？（2）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？【过渡】硅元素在自然界中广泛存在，主要是硅酸盐和二氧化硅的形式，下面我们先来了解硅酸盐的有关知识。
【展示】自然界中的一些硅酸盐的图片及化学式(ppt3)。
【讲解】硅酸盐的组成相当复杂，常改写成氧化物的形式。
【介绍】将硅酸盐化学式改写成氧化物的形式。
【板书】一、硅酸盐【练习】(ppt4)1．将硅酸钠(Na2SiO3)改写为氧化物形式：（Na2O·SiO2）。
2．将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改写为氧化物形式：（3MgO·4SiO2·H2O）。
3．将钠长石(NaAlSi3O8)改写为氧化物形式：（Na2O·Al2O3·6SiO2）。
【过渡】在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，下面我们先来学习它的有关知识。
《含硅矿物与信息材料》 导学案
《含硅矿物与信息材料》导学案一、学习目标1、了解硅在自然界中的存在形式，认识常见的含硅矿物。
2、掌握硅单质及其化合物的主要性质和用途。
3、理解二氧化硅的结构与性质，了解其在信息材料中的应用。
4、了解传统硅酸盐材料的性能和用途，认识新型无机非金属材料。
二、知识梳理（一）硅在自然界中的存在1、硅在地壳中的含量仅次于氧，居第二位。
2、硅是一种亲氧元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。
（二）常见的含硅矿物1、硅石（SiO₂）：有晶体和无定形两种形态。
石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅晶体。
2、黏土：其主要成分是复杂的铝硅酸盐。
（三）硅单质1、物理性质硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。
2、化学性质（1）常温下，硅的化学性质不活泼，但能与氟气（F₂）、氢氟酸（HF）和强碱溶液反应。
Si ＋ 2F₂＝ SiF₄Si ＋ 4HF ＝ SiF₄↑ ＋ 2H₂↑Si ＋ 2NaOH ＋ H₂O ＝ Na₂SiO₃＋ 2H₂↑（2）加热时，硅能与氧气、氯气等非金属单质反应。
Si ＋ O₂ SiO₂Si ＋ 2Cl₂ SiCl₄3、用途（1）硅是良好的半导体材料，用于制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。
（2）硅还可用于制造太阳能电池。
（四）二氧化硅（SiO₂）1、存在石英、沙子、水晶、玛瑙等中都含有二氧化硅。
2、结构二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按照 1∶2 的比例所组成的立体网状结构。
3、物理性质二氧化硅是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。
4、化学性质（1）具有酸性氧化物的通性SiO₂＋ 2NaOH ＝ Na₂SiO₃＋ H₂OSiO₂＋ CaO CaSiO₃（2）特性SiO₂不与水反应，也不与一般的酸反应，但能与氢氟酸反应。
SiO₂＋ 4HF ＝ SiF₄↑ ＋ 2H₂O5、用途（1）常用于制造光导纤维。
（2）石英可用于制作石英玻璃、石英钟表等。
（五）硅酸（H₂SiO₃）1、制备Na₂SiO₃＋ 2HCl ＝ 2NaCl ＋ H₂SiO₃↓2、性质硅酸是一种白色胶状沉淀，不溶于水，酸性比碳酸弱。
高中化学《含硅矿物与信息材料》说课稿
高中化学《含硅矿物与信息材料》说课稿浙江温岭城南中学一、教材分析（一）、教材的编排意图本单元按照人类使用含硅化合物的发展，以自然界存在的硅酸盐到单质硅的制备为线索，引导学生认识身边形形色色的硅酸盐，了解二氧化硅和硅的性质特点，知道平凡而神奇的硅对人类文明所产生的重大影响；使学生通过学习过程的体验，形成和发展正确地发现问题、解决问题的思想方法，学会从生活中去发现化学、研究化学、应用化学。
本课是这个单元铁第一课时，教材主要安排了《硅酸盐矿物与硅酸盐主品》这一块内容，主要介绍了硅酸盐矿物的多样性，组成的复杂性，生活中应用的广泛性，介绍了三大硅酸盐产品，体现的思想是生活离不开化学，要从生活中发现化学，研究化学、应用化学。
本节课在知识的理解上，亦无难点，对学生知识要求相对较低。
难的是如何真正激发学生的学习兴趣，并让其产生强烈的求知欲。
（二）、教学目标分析知识与技能目标：以硅酸钠为例了解硅酸盐矿物。
使学生对硅酸盐工业以及一些产品有大致了解，认识水泥的用途和制造的主要原料及普通水泥的主要成分，了解制造玻璃的主要原料。
知识的发展目标是了解分子筛的化学组成、结构和作用。
过程与方法目标：提高学生的阅读能力、资料的收集与整理能力，自学能力语言表达能力。
情感、态度目标：使学生认识到化学在社会、生活、生产、科学技术中的重要作用。
用科学的奇妙和威力激发学生学习化学的兴趣。
通过对硅酸盐产品的介绍，培养学生崇尚科学、热爱科学的情感。
通过本节课的学习，使学生意识到人类智慧力量的伟大。
学会从生活中去发现化学、研究化学、应用化学教学重点：水泥的用途和制造的主要原料，制造玻璃的主要原料，使学生认识到化学与生活的联系和重要性。
教学难点：激发学生学习的积极性，培养学生热爱科学的情感。
（三）对教材的处理：补充了硅元素存在这方面的知识。
从学生熟悉的硅酸钠入手来学习硅酸盐，补充一个小实验来认识水玻璃的应用；提供了硅酸钠溶液使用中变质常识引导学生对硅酸有了一个初步的了解。
含硅矿物与信息材料PPT课件
2．单质硅 (1)硅的制备 SiO2 制得的，主要分为两个阶段： 硅单质是由___________
①粗硅的制取
SiO2＋2C Si＋2CO↑ 化学方程式为：____________________________________ 。
②粗硅转变为纯硅
Si＋2Cl2 SiCl4 a．粗硅与 Cl2反应：_______________________________ ；
(1)水泥
石灰石、黏土 。 ①原料：_______________ 水泥回转窑 ②主要设备：________________ 。 高温 。 ③反应条件：________
(2)玻璃 石灰石、纯碱、石英 ①原料：______________________ 。 玻璃熔炉。 ②主要设备：________
CaO＋SiO2 CaSiO3 _________________________________ 。
②与 Na2CO3、CaCO3 的反应 SiO2＋ Na2CO3 SiO2＋ CaCO3 Na2SiO3＋CO2↑ ___________________________ 。
CaSiO3＋CO2↑ ____________________________ 。
Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓ ，这说 其化学方程式为__________________________________
明 H2SiO3 的酸性比碳酸________ 。 弱
2.硅酸盐产品
水泥 、 ________ 玻璃 传 统 的 硅 酸 盐 工 业 产 品 有 ________ 、 陶瓷 ____________ 、砖瓦和耐火材料等。某些特种性能的硅酸盐产 品可用于航天和新式武器等方面。
最新高中化学-含硅矿物与信息材料导学案 精品
班级：姓名：：1、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化合物（以二氧化硅和硅酸钠为例）的重要性质，知道水泥、陶瓷、玻璃三大硅酸盐产品。
2、了解工业上高纯硅的制备方法。
3、了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用及其与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。
：硅酸钠、单质硅、二氧化硅的性质；硅酸盐的氧化物形式的书写。
：二氧化硅的化学性质。
一、相关知识一、硅酸盐1．硅酸盐的性质硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多________于水，化学性质很________。
2．硅酸盐的组成通常用氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。
例如：Na2SiO3可以表示为Na2O．SiO2钙沸石可以表示为：镁橄榄石(Mg2SiO4)可以表示为：长石(KAlSi3O8)可以表示为：高岭石可以表示为：3．最常见的硅酸盐——Na2SiO3Na2SiO3的水溶液俗称________，常用作和。
2．你知道制玻璃时发生的主要反应方程式吗？3．总结你学过的有哪些工业生产中要用到CaCO3三、硅元素的存在硅在自然界以态存在，在地壳中的含量仅次于____，硅的________和__________约占地壳质量的90%以上；硅原子最外层有____个电子，主要形成______价的化合物。
四、二氧化硅1．SiO2的存在形式：硅藻土、沙子、玛瑙、石英、水晶等2．SiO2的结构每个Si原子与周围的____个O原子相结合，每个O原子与____个Si原子相结合。
实际上，二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按____的比例所组成的________结构的晶体，我们通常用“SiO2”表示二氧化硅的组成。
3．物理性质由最常见的沙子，你能想到二氧化硅有哪些物理性质：4．化学性质(1)与氢氟酸(HF)反应——HF是惟一可以与SiO2发生反应的酸：__________________________________________(可用来雕刻玻璃)。
(2)SiO2作为酸性氧化物可以和___ ___、____________反应，但与水________。
含硅矿物与信息材料
含硅矿物与信息材料1. 引言1.1 背景介绍含硅矿物是一类含有硅元素的矿石，广泛存在于地球的地壳中。
硅元素是一种重要的工业原料，具有很高的科技应用价值。
信息材料是一类在信息技术领域中应用的材料，具有良好的电子、光学、热学性能，能够满足信息处理和传输的需求。
本文将探讨含硅矿物与信息材料之间的关系和应用领域，介绍一些常见的含硅矿物和信息材料的特性、制备方法以及在不同领域中的应用。
2. 含硅矿物的特性和应用2.1 含硅矿物的特性含硅矿物主要是指含有硅元素的矿石，常见的有石英、云母、长石等。
这些矿物在自然界中广泛存在，具有一些独特的物理、化学性质。
石英是最常见的含硅矿物之一，具有高硬度、高耐热性、优异的光学特性和电子特性。
石英晶体可用于制作光纤、玻璃器件、半导体器件等。
云母是一类具有层状结构的含硅矿物，具有良好的电绝缘性能和热稳定性，广泛用于电子、电力和建筑领域。
长石是一类常见的硅铝酸盐矿物，具有广泛的应用，如制陶、建筑材料等。
2.2 含硅矿物在信息材料中的应用含硅矿物作为信息材料的重要组成部分，具有良好的光学、电子、热学性能。
在信息技术领域中，含硅矿物的应用非常广泛。
光学材料是信息技术领域中的重要组成部分，石英是一种常用的光学材料，可应用于光纤通信、激光器、光学透镜等领域。
石英具有低损耗、高透明度、稳定性好等特点，是光学器件制备中不可或缺的材料。
电子材料是信息技术领域中的关键材料，含硅矿物具有良好的电子性能，可用于制作半导体器件、电子显示器、太阳能电池等。
如硅是最常用的半导体材料，广泛应用于集成电路、光电器件等领域，云母的层状结构使其具有良好的电绝缘性能，可用于制备电容器、绝缘材料等。
热学材料在信息技术领域中也占据重要地位，含硅矿物具有优异的热传导性能，可应用于散热器、散热介质等。
例如石英热板具有高热传导率和低热容，能够有效地散热，广泛用于电子设备、车辆发动机等领域。
3. 信息材料的特性和制备方法3.1 信息材料的特性信息材料是一类能够满足信息处理和传输需求的材料，具有一些独特的特性。
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第六单元含硅矿物与信息材料
一、选择题
1.(2013年6月·浙江学考)硅是现代信息材料的核心元素。
硅的元素符号是
( ) A.He B.Li
C.Si
D.Ge
2.石英(SiO2)系列光纤，具有低耗、宽带的特点，已广泛应用于有线电视和通信系统。
SiO2属于( )
A.氧化物
B.酸
C.碱
D.盐
3.下列有关物质用途的说法中，不正确的是( )
A.二氧化硅是制造光导纤维的材料
B.自然界中硅元素只以化合态形式存在
C.单质硅是制造玻璃的主要原料
D.氢氟酸能腐蚀玻璃
4.下列各物质与其用途对应不正确的是( )
A.硅—变压器的铁芯
B.二氧化硅—吸附剂
C.石英—光导纤维
D.硅酸钙—黏合剂
5.某些化学试剂可用于净水，水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为[Al2(OH)n Cl m·yH2O]x，式中m等于( )
A.3-n
B.6-n
C.6+n
D.3+n
6.地壳中含量占第一、二位的元素之间形成的化合物不具有的性质( )
A.常温下与水反应生成酸
B.常温下能与苛性钠反应
C.它是酸性氧化物
D.常温时能与氢氟酸反应
7.能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存的溶液是( )
A.烧碱溶液
B.水玻璃
C.氢氟酸
D.浓盐酸
8.下列关于水玻璃的叙述不正确的是( )
A.它不能燃烧也不易腐蚀
B.建筑工业上可用作黏合剂和耐火材料
C.它在空气中易变质，因为Si+CO2+2H2O H4SiO4↓+CO2-3
D.水玻璃的主要成分是二氧化硅
9.下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是( )
A.CO2、SiO2对应的酸分别是碳酸和硅酸
B.CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸
C.CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物
D.CO2和SiO2都是分子晶体
10.证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是( )
A.加入过量盐酸，观察是否有气泡产生
B.加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解
C.加热至高温，观察是否有气体产生，是否有硅酸钙生成
D.先加入过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现，若有不溶物则滤出，投入NaOH溶液中看其是否溶解
11.下列说法中正确的是( )
A.普通玻璃呈浅绿色是由于含Fe3+
B.坩埚、烧杯都属于陶瓷制品
C.“唐三彩”是一种玻璃制品
D.高温下CaSiO3比CaCO3稳定
12.下列有关SiO2的叙述正确的是( )
A.SiO2不与任何酸反应
B.玻璃中含有SiO2，所以不能用玻璃瓶盛装稀氢氧化钠溶液
C.SiO2是酸性氧化物，能与NaOH反应
D.SiO2能与水反应生成硅酸
13.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A.①②
B.②③
C.①④
D.③④
14.将CO2通入下列溶液中，直至过量。
最后能产生沉淀的是( )
A.CaCl2溶液
B.Ca(OH)2溶液
C.NaHCO3饱和溶液
D.Na2SiO3水溶液
15.诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。
光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是( )
A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸
B.用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅
C.二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆
D.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应
二、填空题
16.黏土是很多硅酸盐产品的原料之一，创造历史、享誉全球的景德镇陶瓷就是利用了当地的优质黏土资源。
黏土的主要成分的化学式为Al2Si2O x(OH)4，其中x 的值是____________，黏土的主要成分若以氧化物形式表示，应写为________ ________________。
17.如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。
将所选答案的编号填在表中相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。
可供选择的试剂：A.盐酸，B.氢氧化钠溶液，C.氧气，D.水，E.二氧化碳。
可选用的操作：①水洗，②加热，③高温灼烧，④过滤，⑤结晶。
粉末状混合物所选试剂所选操作
(1) CaCO3(SiO2)
(2) NaCl(SiO2)
(3) SiO2(Fe2O3)
(4) SiO2(CaCO3)
(5) SiO2(NH4Cl)
18.(1)用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足以显示化学对现代物质文明发展中所起到的重要作用。
例如，
①光导纤维的主要成分是________。
②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是________。
③计算机芯片的主要成分是________。
④用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为
________的化合物。
(2)写出工业上制备硅单质及提纯的有关化学方程式：
①______________________________________________________________；
②______________________________________________________________；
③______________________________________________________________。
三、实验题
19.为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。
请据此回答：
(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。
(2)装置B所盛的试剂是________，其作用是____________________________。
(3)装置C所盛试剂是________，C中反应离子方程式是___________________。
四、计算题
20.某玻璃厂生产普通玻璃，其组成为(质量分数)：Na2O：13%，CaO：11.7%，SiO2：75.3%。
(1)请以氧化物组成的形式表示该玻璃的化学式。
(2)制造这种玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英。
若该厂每天生产10 t玻璃，纯碱的利用率按85%计算，每天至少需要纯碱的质量是多少？。