5.3 硅酸盐材料 课件-2026-2027学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学课件聚焦无机非金属材料中的硅酸盐，从天然石器、岩石等宏观含硅物质导入，通过思考交流推测微观结构差异，以硅氧四面体结构为核心，结合资料卡片、实验探究构建结构-性质-应用的学习支架。 其亮点在于融合科学思维（宏观-微观-符号表征）、科学探究与实践（如硅酸钠防火实验、中园彩色硅酸盐制备）和科学态度与责任（古代玻璃工艺与嫦娥五号月球玻璃发现）。通过实验验证、古籍引述、装置对比分析等方法，帮助学生建立化学观念，提升探究能力，教师可高效落实核心素养教学。

无机非金属材料 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第1课时 硅酸盐材料 Chemical Thinking 作者编号：35004 从宏观走向微观——认识自然界的含硅物质 天然石器 打制石器 [思考交流] 自然界的岩石其纹理、硬度等均存在巨大差异，推测其原因是什么？ 构成岩石的硅酸盐微观结构不同 作者编号：35004 从宏观走向微观——认识自然界的含硅物质 闪石矿 云母 水晶 硅氧四面体 含硅岩石 宏观特征 微观结构 硅氧直线双链结构 硅氧平面（层状）结构 硅氧三维无限架状结构 作者编号：35004 [阅读资料卡片] 从悬疑走向实证——认识硅酸盐的结构、性质与应用 稳定的硅氧四面体结构 互相连接构成“复杂阴离子” Si +14 8 4 2 不容易失去4个电子，也不容易得到4个电子 倾向于共用电子，Si-O之间形成共价键 作者编号：35004 [硅酸盐组成的表示方法] 硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成 石棉：CaO·3MgO·4SiO2 长石：K2O·Al2O3·6SiO2 普通玻璃：Na2O·CaO·6SiO2 黏土：Al2O3·2SiO2·2H2O 钙长石：CaAl2Si2O8 高岭石：Al2（Si2O5）（OH)4 CaO·Al2O3·2SiO2 Al2O3·2SiO2·2H2O 从悬疑走向实证——认识硅酸盐的结构、性质与应用 方法总结： 1.活泼金属氧化物 2.较活泼金属氧化物 3.二氧化硅 4.水 作者编号：35004 [最简单的硅酸盐——Na2SiO3] 硅酸钠晶体 硅酸钠的水溶液 从悬疑走向实证——认识硅酸盐的结构、性质与应用 [提出问题] 硅酸钠溶液为什么呈粘稠状？生活中有这样类似性质的物质吗？ 呈粘稠状 具有蛋白质分子类似的长链结构 以SiO44-为结构基元聚集成长链结构 作者编号：35004 从悬疑走向实证——认识硅酸盐的结构、性质与应用 古籍《列子书》记载：“火浣之布，浣之必投于火，布则火色，垢则布色。出火而振之，皓然疑乎雪。” 翻译：火浣布，清洗时必须放进火里烧。布在火中会呈现火焰般的颜色，污垢则看上去像布本身的颜色。把布从火中取出后抖一抖，就会洁白光亮，简直像雪一样干净。 [提出问题] 火浣布具有怎样的性能？常见化学物质中哪些具有类似的功能？ 耐高温、阻燃 硅酸钠 石棉 作者编号：35004 从悬疑走向实证——认识硅酸盐的结构、性质与应用 [实验探究] ①普通纸巾于硅酸钠溶液中浸泡，空气中晾干 ②将普通纸巾、硅酸钠浸泡过的纸巾依次在酒精灯火焰上点燃 [实验现象] 普通纸巾燃烧，浸泡过硅酸钠溶液的纸巾柔韧性变差，且不容易燃烧 白色晶体，能溶于水，是无色粘稠液体，是一种矿物胶，其水溶液俗称水玻璃，泡花碱 性质：具有黏结力强，耐高温等特性 用途：可以用作黏合剂和防火剂 [交流总结] 作者编号：35004 从悬疑走向实证——认识硅酸盐的结构、性质与应用 [提出问题] 往硅酸钠溶液中滴加稀盐酸溶液是否会发生变化？如何设计实验验证？ [实验验证] 1.饱和硅酸钠溶液 2.酚酞溶液 3.稀盐酸 [描述解释] 澄清溶液变透明凝胶状，硅酸钠转化成了硅酸凝胶 H2SiO3中学阶段唯一难溶于水的酸 [符号表征] CO2不足：Na2SiO3+CO2+H2O = Na2CO3+H2SiO3↓ CO2过量：Na2SiO3+2CO2+2H2O = 2NaHCO3+H2SiO3↓ HCl：Na2SiO3+2HCl = 2NaCl+H2SiO3↓ 利用强酸制弱酸的原理，制备H2SiO3 CO2 ❓ 作者编号：35004 从悬疑走向实证——认识硅酸盐的结构、性质与应用 [硅酸——H2SiO3] 不溶于水的白色固体 不稳定，受热易分解 与NaOH缓慢反应 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O 弱酸，比碳酸还弱 制备： Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ ∆ H2SiO3 == H2O + SiO2 SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 × √ 酸性：HCl > H2CO3 > H2SiO3 作者编号：35004 从悬疑走向实证——认识硅酸盐的结构、性质与应用 可证明酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3 大理石+稀盐酸 Na2SiO3溶液 思考：能否用如下装置证明酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3 ？ 可证明非金属性：Cl>C>Si × 具有挥发性 CO2（HCl) 吸收CO2混有的HCl √ × 作者编号：35004 从化学走向生活——认识生活中的无机非金属材料 陶瓷 黏土（含水的铝硅酸盐） 高温烧结 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具 原料： 条件： 用途： 性能： 熔点高、硬度大、耐腐蚀、性质稳定 半坡人面鱼纹彩陶盆 元·影青釉里红高足杯 北宋·天蓝瓜棱瓶 高压输电线使用陶瓷绝缘材料 作者编号：35004 水泥 黏土和石灰石 水泥回转窑 原料： 工业设备： 石膏的作用： 条件： 高温煅烧 调节水泥硬化速率 从化学走向生活——认识生活中的无机非金属材料 作者编号：35004 从化学走向生活——认识生活中的无机非金属材料 投票：我国的玻璃制造工艺是近代传入的还是自古就有的？ “天子升于采石之山，于是取采石焉。天子使重之民，铸以成器于黑水之上。” 玻璃江水千尺深不如江上离人心 大肚好物不坚牢彩云易散琉璃脆 浩瀚玻璃盏和光入胸臆 陆游 白居易 苏轼 我国的玻璃制造工艺已有三千余年历史！ 作者编号：35004 从化学走向生活——认识生活中的无机非金属材料 玻璃 纯碱、石灰石和石英砂 玻璃窑 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 SiO2+Na2CO3 ==== Na2SiO3+CO2↑ SiO2+CaCO3 ==== CaSiO3+CO2↑ 高温 高温 原料： 设备： 原理： 成分： 应用： 生产建筑材料、 光学仪器、 制造玻璃纤维 春秋末期·蜻蜓眼玻璃珠 西汉·玻璃带钩 十六国·鸭型玻璃注 唐·盘口细颈贴塑琉璃瓶 北宋·玻璃葡萄 元·玻璃青花托盏 作者编号：35004 从化学走向生活——认识生活中的无机非金属材料 现代玻璃 突破硅酸盐体系的限制，成分多变，追求功能多变性 光学玻璃 含硼玻璃 有色玻璃 钢化玻璃 含铅（Pb） 制光学眼镜 相机透镜 含硼酸盐 耐化学腐蚀 耐高温 制玻璃仪器 含金属氧化物或盐 蓝色—Co2O3 红色—Cu2O 普通玻璃加热软化然后迅速冷却 作者编号：35004 从化学走向生活——认识生活中的无机非金属材料 月球玻璃 嫦娥五号探月成果，震惊世界 月壤中球状、椭球状、哑铃状等旋转特征的玻璃珠 月壤中不同长径比的玻璃纤维 世界范围首次发现首次研究 作者编号：35004 从化学走向生活——认识生活中的无机非金属材料 作者编号：35004 从化学走向生活——认识生活中的无机非金属材料 古代传统玻璃工艺匠人 引领全球的功能玻璃研发者 正是大国工匠精神的千年传承！ 作者编号：35004 从化学走向生活——认识生活中的无机非金属材料 🌊 中❀园 观察各种不同颜色的金属硅酸盐的生成 [实验原理] Na2SiO3+CaCl2 = CaSiO3↓+2NaCl Na2SiO3+CuSO4 = CuSiO3↓+Na2SO4 3Na2SiO3+2FeCl3 = Fe2(SiO3)3↓+6NaCl Na2SiO3+MnCl2 = MnSiO3↓+2NaCl [实验试剂] 1.饱和Na2SiO3溶液 2.FeCl3固体 3.MnCl2固体 4.CuSO4固体 5.CaCl2固体 6.NiSO4固体 7.FeSO4固体 8.CuSO4溶液 9.品红溶液 10.FeCl3溶液 作者编号：35004 从化学走向生活——认识生活中的无机非金属材料 🌊 中❀园 [实验步骤] 1.在洁净干燥的烧杯内加入适量的固体金属盐 2.将配制好的饱和Na2SiO3溶液沿着烧杯内壁缓缓倒入 3.可根据设计，滴入少许有色溶液，如蓝色的CuSO4溶液、黄色的FeCl3溶液等（有絮状沉淀生成，浮于溶液表面） 作者编号：35004 巩固训练 判断正误 (1)玻璃纤维是有机物(　　) (2)硅酸盐结构较为复杂，大多不溶于水，化学性质很稳定(　　) (3)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合(　　) (4)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(　　) (5)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行(　　) (6)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化(　　) × √ √ √ √ √ 作者编号：35004 $