高一化学：三种常见的硅酸盐产品比较
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5.3.1硅酸盐材料-教学设计2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
2. 玻璃、水泥、陶瓷等常见硅酸盐产品的制作原理和用途
3. 硅酸盐材料在日常生活和工业中的应用
本节课将重点讲解硅酸盐的定义、性质以及玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐产品的制作过程和应用。通过对这些知识的学习，学生能够理解硅酸盐材料的重要性和广泛应用，提高对化学知识的认识和兴趣。
二、核心素养目标
本节课的核心素养目标主要涉及以下三个方面：
4. 探讨硅酸盐材料行业的未来发展趋势，提出自己的看法。
5. 设计一个关于硅酸盐材料的实验，并写出实验步骤、原理及预期结果。
举例题型：
1. 简答题：请列举三种硅酸盐材料，并简要说明它们的制作原理和用途。
答案：玻璃、水泥、陶瓷。玻璃是通过熔融硅砂与其他氧化物混合制成的；水泥是由石灰石、黏土等原料经过高温烧制而成的；陶瓷是由黏土经过成型、干燥、烧结等过程制成的。
（4）实验室设备：充分利用实验室设备，为学生提供实验材料和仪器，确保实验教学的顺利进行。
五、教学过程设计
1. 导入新课（5分钟）
目标：引起学生对硅酸盐材料的兴趣，激发其探索欲望。
过程：
开场提问：“你们知道硅酸盐材料是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”
展示一些关于玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料的图片或视频片段，让学生初步感受硅酸盐材料的魅力或特点。
目标：通过具体案例，让学生深入了解硅酸盐材料的特性和重要性。
过程：
选择几个典型的硅酸盐材料案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解硅酸盐材料的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用硅酸盐材料解决实际问题。
小组讨论：让学生分组讨论硅酸盐材料的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。
三、重点难点及解决办法
3. 硅酸盐材料在日常生活和工业中的应用
本节课将重点讲解硅酸盐的定义、性质以及玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐产品的制作过程和应用。通过对这些知识的学习，学生能够理解硅酸盐材料的重要性和广泛应用，提高对化学知识的认识和兴趣。
二、核心素养目标
本节课的核心素养目标主要涉及以下三个方面：
4. 探讨硅酸盐材料行业的未来发展趋势，提出自己的看法。
5. 设计一个关于硅酸盐材料的实验，并写出实验步骤、原理及预期结果。
举例题型：
1. 简答题：请列举三种硅酸盐材料，并简要说明它们的制作原理和用途。
答案：玻璃、水泥、陶瓷。玻璃是通过熔融硅砂与其他氧化物混合制成的；水泥是由石灰石、黏土等原料经过高温烧制而成的；陶瓷是由黏土经过成型、干燥、烧结等过程制成的。
（4）实验室设备：充分利用实验室设备，为学生提供实验材料和仪器，确保实验教学的顺利进行。
五、教学过程设计
1. 导入新课（5分钟）
目标：引起学生对硅酸盐材料的兴趣，激发其探索欲望。
过程：
开场提问：“你们知道硅酸盐材料是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”
展示一些关于玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料的图片或视频片段，让学生初步感受硅酸盐材料的魅力或特点。
目标：通过具体案例，让学生深入了解硅酸盐材料的特性和重要性。
过程：
选择几个典型的硅酸盐材料案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解硅酸盐材料的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用硅酸盐材料解决实际问题。
小组讨论：让学生分组讨论硅酸盐材料的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。
三、重点难点及解决办法
无机非金属材料 课件-高一化学人教版(2019)必修第二册
Si + 2Cl2 === SiCl4 高温
Si + C === SiC
1.晶体硅
用途
高纯硅广泛应用于信息技术和新能源 技术领域。
利用其半导体性能可以制成计算机、 通讯设备和家用电器等的芯片，以及光伏 电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能 电池。
2. 二氧化硅
沙子
石英砂
SiO2
玛 瑙
水
晶
2. 二氧化硅
高纯硅
① SiO2 + 2C 1800 0C ~ 2000 0C Si(粗) + 2CO↑ ② Si + 3HCl 300 0C SiHCl3 + H2
③ SiHCl3 + H2 1100 0C Si + 3HCl
1.晶体硅 2、晶体硅的物理性质
带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃）、硬度大 、有脆性。
用器皿、卫生洁具等 于高强度复合材料等
制混凝土，大量用于建 筑和水利工程
(1)硅酸盐结构较为复杂，大多难溶于水，化学性质稳定(√) (2)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合(√ ) (3)水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土(√ ) (4)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行(√ ) (5)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化(√) (6)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物( × )
1.下列关于二氧化硅的叙述不正确的是 ( B )
①光导纤维主要成分是SiO2,故SiO2可以导电 ②能跟强碱反应, 但不能与水反应 ③SiO2的熔、沸点较低 ④既不是酸性氧化物, 又不是碱性氧化物 A.②和③ B.①③④ C.②和④ D.只有④
一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料
Si + C === SiC
1.晶体硅
用途
高纯硅广泛应用于信息技术和新能源 技术领域。
利用其半导体性能可以制成计算机、 通讯设备和家用电器等的芯片，以及光伏 电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能 电池。
2. 二氧化硅
沙子
石英砂
SiO2
玛 瑙
水
晶
2. 二氧化硅
高纯硅
① SiO2 + 2C 1800 0C ~ 2000 0C Si(粗) + 2CO↑ ② Si + 3HCl 300 0C SiHCl3 + H2
③ SiHCl3 + H2 1100 0C Si + 3HCl
1.晶体硅 2、晶体硅的物理性质
带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃）、硬度大 、有脆性。
用器皿、卫生洁具等 于高强度复合材料等
制混凝土，大量用于建 筑和水利工程
(1)硅酸盐结构较为复杂，大多难溶于水，化学性质稳定(√) (2)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合(√ ) (3)水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土(√ ) (4)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行(√ ) (5)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化(√) (6)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物( × )
1.下列关于二氧化硅的叙述不正确的是 ( B )
①光导纤维主要成分是SiO2,故SiO2可以导电 ②能跟强碱反应, 但不能与水反应 ③SiO2的熔、沸点较低 ④既不是酸性氧化物, 又不是碱性氧化物 A.②和③ B.①③④ C.②和④ D.只有④
一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料
高中化学备课参考 硅酸盐材料
学会盐与氧化物形式的改写.Na2SiO3可改写为 Na2O·H2O， CaSiO3可改写为 CaO·H2O，所以
普通玻璃的组成可表示为 Na2O·CaO·6SiO2.则 a∶b∶m＝1∶1∶6.
例 4．17g 样品（含 Al2O3、Fe2O3、SiO2 ），放入盛 100 mL NaOH 溶液的烧杯中，充分反应后
如 Na2SiO3改 写 成 Na2O·SiO2． 解 此 类 题 时 ， 先 把 题 目 所 给 氧 化 物 反 写 过 来 则 为 Al2(Si2O5)·(OH)4，为高岭石，即为硅酸盐，不是混合物，也不是两种氧化物的水化物，更不 是铝酸盐．答案为 B. 例 2．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〕，
此反应的离子方程式为 2KAlSi3O8＋2H2CO3＋9H2O====2K＋＋2HCO3-＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4，
这
个
反
应
能
够
发
生
的
原
因
是
____________________________________________________________________________. 解析：分析反应前后的酸的酸性强弱，正反映了由较强的酸制取较弱的酸这一普遍规
律．亦即解释复杂的化学反应发生的原因应用的是极其简单的化学原理．
答案：碳酸的酸性比原硅酸强，由较强的酸可制得较弱的酸．
例 3．普通玻璃中 Na2SiO3∶CaSiO3∶SiO2＝ 1∶1∶4 (物质的量之比)，若以 a Na2O·b CaO·m
高一化学最新课件-硅酸盐矿物与硅酸盐产品 精品
水泥用于建筑
马路砖
房屋
Hale Waihona Puke 水泥标号通用水泥新标准是：GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐 水泥》、GB1344-1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及 粉煤灰硅酸盐水泥》、GB12958-1999《复合硅酸盐水泥》。从 2001年4月1日起正式实施。 六大水泥标准实行以MPa表示的强度等级如325、325R、425、 425R等，使强度等级的数值与水泥28天抗压强度指标的最低值相 同。新标准还统一规划了我国水泥的强度等级，硅酸盐水泥分3 个强度等级6个类型,即425、425R、525、525R、625、625R。
其他五大水泥也分3个等级6个类型即325、325R、425、425R、
525、525R。新标准规定的强度龄期均为3天和28天两个龄期，每
个龄期均有抗折与抗压强度指标要求。
二．玻璃 1、主要原料： 纯碱（Na2CO3）、石灰石 (CaCO3)、石英(SiO2)(过量)
2、生产过程： 原料粉碎 化学变化）
陶
瓷
景德镇传统名瓷之一的薄胎瓷
景 德 镇 传 统 名 瓷 之 一 的 雕 塑 瓷
景德镇传统名瓷之一的粉彩瓷
景 德 镇 传 统 名 瓷 之 一 的 玲 珑 瓷
景 德 镇 传 统 名 瓷 之 一 的 青 花 瓷
景德镇传统名瓷之一的颜色釉瓷
享 有 盛 誉 的 中 国 古 代 陶 瓷
硅酸盐工 业的含义
硅酸盐材料是以含硅物质为原料经加热 制成的，这一制造工业叫做硅酸盐工业，如 制造水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦等产品的工业
一、水泥
粘土和石灰石 1、主要原料： （磨、烧、磨） 2、生产过程： 生料（原料磨细） 水泥回转窑，高温煅烧
熔化状态
苏教版高中化学必修一3-3-1硅酸盐矿物和硅酸盐产品 课件 (共40张PPT)
盐水泥，③制普通玻璃，④冶炼生
铁，⑤制漂白粉。
A.①②③④⑤
B.②③④⑤
C .①②③⑤
D.①②③④
9．为确认CH3COOH、H2CO3和H2SiO3的酸 性强弱，有人设计用如右图装置，一次实验
即可达到目的（不必再选用其它酸性溶液）。 请依据此实验填空：（1）锥形瓶内装某可溶 性正盐固体________，分液漏斗中所盛试剂 是_________。 （2）装置B所盛的试剂是 _______________________； 装置B所盛试剂的作用是 _______________________。 （3）装置C中所盛的试剂是_________；出 现的现象是______________________。
主要成分：SiO2
特性: 膨胀系数小、 耐酸碱、 强度大、 滤光
用途 化学仪器；高压水 银灯、灯壳等
巩固练习：
⒈下列物质中，主要成分不是硅酸盐
的是（ B ） A陶瓷 B大理石
C玻璃 D水泥
2.制水泥和玻璃时都需要用的原料 是 （C ） A．粘土 B．石英 C．石灰石 D．纯碱
3.根据水泥、玻璃和陶瓷的生产过程，总结出硅
酸盐工业的一般特点是（ D ）
①原料一定有含硅元素的物质
②生成物是硅酸盐
③反应条件是高温
④发生复杂的物理、化学变化
A.①和②
B.①②③
C.①③④
D.①②③④
随处可见的含硅化合物及产品
二、硅元素在自然界的存在
1.硅元素(silicon)在地壳中的含量
2. 硅的氧化物及硅酸盐构成了地 壳中大部分的岩石、沙子和土壤
水泥回转窑
水泥电阻
水泥在建筑行业大显身手
水泥
世以界含硅第物一质大为原坝料—经加长热江制三成硅峡酸大盐坝材 使 用水泥料将的制达造1工.0业82叫×硅1酸0盐10工ｋ业ｇ。
5.3.2硅酸盐材料教学设计-2023-2024学年高一化学人教版(2019)必修第二册
核心素养目标
本节课旨在培养学生的化学学科核心素养，具体包括：
1.科学探究能力：通过实验、观察等方法，使学生掌握硅酸盐的性质，提高学生的实验操作能力和观察分析能力。
2.证据推理能力：通过学习硅酸盐的定义、性质及应用，培养学生运用事实和证据进行推理、判断的能力。
3.宏观辨识与微观探析能力：使学生能够从微观角度解释硅酸盐的性质，认识硅酸盐材料的结构与性能之间的关系。
2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高一年级的学生对化学实验和生活中的实际应用具有较强的兴趣。在学习能力方面，学生具备一定的逻辑思维能力和实验操作能力。在学习风格上，他们更倾向于通过实验、观察和讨论来学习，希望能够亲自动手进行实验，提高学习积极性。
3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习硅酸盐材料这一章节时，学生可能会遇到以下困难和挑战：
课后拓展
1.拓展内容：
（1）阅读材料：《硅酸盐材料的应用与发展》（推荐书籍：《硅酸盐材料科学与技术》）
（2）视频资源：《硅酸盐材料的生产工艺》（推荐视频：YouTube上的硅酸盐材料生产工艺视频）
2.拓展要求：
鼓励学生在课后时间自主学习和拓展硅酸盐材料的相关知识。教师可以提供必要的指导和帮助，如推荐阅读材料、解答疑问等。学生可以利用课后时间深入研究硅酸盐材料的制备方法、改性和创新等方面的内容，以提高自己的学习能力和对硅酸盐材料的深入了解。同时，学生也可以通过观看视频资源，了解硅酸盐材料的生产工艺，增强对硅酸盐材料的认识和理解。
5.硅酸盐材料的制备方法：硅酸盐材料的制备方法主要包括烧结法、熔融法和化学气相沉积法等。这些方法根据不同的应用领域和材料特性进行调整和改进。
6.硅酸盐材料的改性和创新：为了满足不同领域对硅酸盐材料性能的要求，研究人员通过对硅酸盐材料进行改性和创新，开发出具有特殊性能的新型硅酸盐材料。例如，纳米硅酸盐材料、复合硅酸盐材料等。
本节课旨在培养学生的化学学科核心素养，具体包括：
1.科学探究能力：通过实验、观察等方法，使学生掌握硅酸盐的性质，提高学生的实验操作能力和观察分析能力。
2.证据推理能力：通过学习硅酸盐的定义、性质及应用，培养学生运用事实和证据进行推理、判断的能力。
3.宏观辨识与微观探析能力：使学生能够从微观角度解释硅酸盐的性质，认识硅酸盐材料的结构与性能之间的关系。
2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高一年级的学生对化学实验和生活中的实际应用具有较强的兴趣。在学习能力方面，学生具备一定的逻辑思维能力和实验操作能力。在学习风格上，他们更倾向于通过实验、观察和讨论来学习，希望能够亲自动手进行实验，提高学习积极性。
3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习硅酸盐材料这一章节时，学生可能会遇到以下困难和挑战：
课后拓展
1.拓展内容：
（1）阅读材料：《硅酸盐材料的应用与发展》（推荐书籍：《硅酸盐材料科学与技术》）
（2）视频资源：《硅酸盐材料的生产工艺》（推荐视频：YouTube上的硅酸盐材料生产工艺视频）
2.拓展要求：
鼓励学生在课后时间自主学习和拓展硅酸盐材料的相关知识。教师可以提供必要的指导和帮助，如推荐阅读材料、解答疑问等。学生可以利用课后时间深入研究硅酸盐材料的制备方法、改性和创新等方面的内容，以提高自己的学习能力和对硅酸盐材料的深入了解。同时，学生也可以通过观看视频资源，了解硅酸盐材料的生产工艺，增强对硅酸盐材料的认识和理解。
5.硅酸盐材料的制备方法：硅酸盐材料的制备方法主要包括烧结法、熔融法和化学气相沉积法等。这些方法根据不同的应用领域和材料特性进行调整和改进。
6.硅酸盐材料的改性和创新：为了满足不同领域对硅酸盐材料性能的要求，研究人员通过对硅酸盐材料进行改性和创新，开发出具有特殊性能的新型硅酸盐材料。例如，纳米硅酸盐材料、复合硅酸盐材料等。
硅酸盐材料有哪些
硅酸盐材料有哪些
硅酸盐材料是一类非常重要的材料，广泛应用于建筑材料、陶瓷、玻璃、电子材料等领域。
硅酸盐材料是指以硅酸盐为主要成分的材料，主要包括硅酸盐陶瓷、硅酸盐水泥、硅酸盐玻璃等。
下面将分别介绍这些硅酸盐材料的特点和应用。
硅酸盐陶瓷是一种以硅酸盐为主要原料制成的陶瓷材料。
硅酸盐陶瓷具有优良的耐高温、耐腐蚀性能，广泛应用于化工、冶金、电子等领域。
硅酸盐陶瓷制品主要包括瓷砖、陶瓷器皿、陶瓷工艺品等，具有良好的装饰性和实用性。
硅酸盐水泥是一种以硅酸盐为主要原料制成的水泥材料。
硅酸盐水泥具有高强度、耐腐蚀、耐高温等优点，广泛应用于建筑领域。
硅酸盐水泥主要用于制作混凝土、砂浆、砌块等建筑材料，具有优良的耐久性和抗压性能。
硅酸盐玻璃是一种以硅酸盐为主要成分的玻璃材料。
硅酸盐玻璃具有优良的透明性、化学稳定性和机械强度，广泛应用于建筑、家具、电子等领域。
硅酸盐玻璃制品主要包括玻璃板、玻璃器皿、玻璃器皿等，具有良好的装饰性和实用性。
除了上述介绍的硅酸盐材料外，硅酸盐材料还包括硅酸盐纤维、硅酸盐复合材料等。
硅酸盐纤维具有优良的耐高温、耐腐蚀性能，广泛应用于隔热、隔音、防火等领域。
硅酸盐复合材料具有优良的机械性能和耐磨性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
总的来说，硅酸盐材料具有优良的物理化学性能和广泛的应用前景，是一类非常重要的材料。
随着科技的不断发展，硅酸盐材料的种类和性能将会得到进一步提升，为人类社会的发展做出更大的贡献。
高三高中高考三大硅酸盐材料公开课教案教学设计课件试题卷案例练习
主要成分
主要性质 用途
硅酸三钙：3CaO·SiO2硅酸二钙： 2CaO·SiO2铝酸三钙：3CaO·Al2O3 水硬性 建筑、修路
三大硅酸盐材料
(二.)玻璃
主要原料 纯碱、石灰石和石英
主要设备
玻璃窑
生产过程 原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成型冷却
反应原理 主要成分 主要性能
复杂的物理、化学变化，主要反应 高温
黏土
传统生产过程 混和、成型、干燥、烧结、冷却
反应原理
复杂的物理、化学变化
主要特性
抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、 绝缘、易成型等优点。
主要成分
硅酸盐
陶
器
彩陶碗
镂孔陶器
彩 陶 双 耳 壶
红陶绳纹碗 陶宝足鬲
下一节微课再见！
三大硅酸盐材料
宁波二中化学组微课工作室
材料的作用
随着社会的发展，材料及材料的使用无论是对经济、环境， 还是对人们的日常生活，都在起着越来越重要的作用。 材料、能源和信息成为科学技术的三大支柱。
其中的陶瓷、水泥、普通玻璃是材料家族中一大 类材料---无机非金属材料由于陶瓷、水泥、普通 玻璃的主要成分是硅酸盐，因此称此无机非金属 材料为硅酸盐材料。
材料的分类
材料
无机非金属材料
传统无机非金属材料
(水泥、玻璃、陶瓷)
新型无机非金属材料
(高温结构陶瓷、光导纤维)
金属材料 (Fe、Cu、Al、合金等)
高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维
三大硅酸盐材料
（一）水泥
主要原料 主要设备
黏土,石灰石(石膏)适量 水泥回砖窑
反应条件 aaC2COO3+3S+iSOiO2=2=高=温C=NaSai2OSi3O+C3+OC2O↑ 2↑
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水泥玻璃陶瓷原
料
石灰石和黏土纯碱、石灰石和石英黏土
设
备
水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑反
应原理在高温下,发生复
杂的物理变化和
化学变化
在高温下,发生复杂的物理、化
学变化。
其中的主要反应是:
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑;
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
手工生产陶
瓷的过程
是:原料混
合→加工成
型→干燥→
烧结→冷却
等
主要成分硅酸三钙
(3CaO·SiO2)
硅酸二钙
(2CaO·SiO2)
铝酸三钙
(3CaO·Al2O3)
Na2SiO3、CaSiO3和过量的SiO2
熔化后得到的玻璃态物质
成分复杂
主
要性质水硬性,即细粉状
水泥遇水后变为
坚硬的固体
玻璃没有固定的熔、沸点;易被
氢氟酸腐蚀;易被碱腐蚀
抗氧化、耐
酸碱、耐高
温、绝缘、
易加工成型。