新二氧化硅和信息材料課件

1、二氧化硅與信息材料二氧化硅與信息材料第三單元第三單元 含硅礦物與信息材料含硅礦物與信息材料一、二氧化硅一、二氧化硅1 1盛放氫氧化鈉溶液的玻璃試劑瓶不能用玻璃盛放氫氧化鈉溶液的玻璃試劑瓶不能用玻璃 塞。你知道其中的原因嗎塞。你知道其中的原因嗎? ?2 2沙子、石英、水晶、硅藻土沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在等都是天然存在 的的二氧化硅二氧化硅。你知道二氧化硅有哪些重要的。你知道二氧化硅有哪些重要的 應(yīng)用嗎應(yīng)用嗎? ?3 3當(dāng)我們在電腦前用鼠標(biāo)和鍵盤連接瞬息萬變當(dāng)我們在電腦前用鼠標(biāo)和鍵盤連接瞬息萬變 的世界時，當(dāng)我們打開手機(jī)與家人、朋友互的世界時，當(dāng)我們打開手機(jī)與家人、朋友互 致問候時，

2、神奇無比的硅片制成的集成電路致問候時，神奇無比的硅片制成的集成電路 在為你提供服務(wù)。你知道硅是如何制得的？在為你提供服務(wù)。你知道硅是如何制得的？二氧化硅二氧化硅(SiO(SiO2 2) )二氧化硅廣泛存二氧化硅廣泛存在于自然界中，在于自然界中，與其他礦物共同與其他礦物共同構(gòu)成了巖石。天構(gòu)成了巖石。天然二氧化硅也叫然二氧化硅也叫硅石，是一種堅硅石，是一種堅硬難熔的固體。硬難熔的固體。硅石硅石硅礦山硅礦山水晶石英砂黃沙 二氧化硅結(jié)構(gòu)圖二氧化硅結(jié)構(gòu)圖一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiO2）、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)熔沸點很高、硬度很大。耐高溫，耐腐蝕，不熔沸點很高、硬度很大。耐高溫，耐腐蝕，不溶于水。溶于水

3、。2 2、化學(xué)性質(zhì)（很不活潑）、化學(xué)性質(zhì)（很不活潑）SiO2是酸性氧化物能與堿性氧化物及強(qiáng)堿反應(yīng)是酸性氧化物能與堿性氧化物及強(qiáng)堿反應(yīng)但不能與水、酸（氫氟酸除外）反應(yīng)但不能與水、酸（氫氟酸除外）反應(yīng)用途：雕刻玻璃用途：雕刻玻璃SiO2 4HF = SiF4 2H2OSiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O硅酸鈉硅酸鈉水玻璃（有粘性）水玻璃（有粘性） 為什么在實驗室中盛放為什么在實驗室中盛放NaOH溶液的試劑瓶用溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用橡皮塞而不用玻璃塞玻璃塞？ （1 1）與）與HFHF的反應(yīng)的反應(yīng) （SiO2的特性）的特性）（2 2）與堿性氧化物反應(yīng)（酸性氧化物的性質(zhì)）與堿性氧化物反應(yīng)

4、（酸性氧化物的性質(zhì)）SiO2 CaO = CaSiO3高溫高溫（3 3）與強(qiáng)堿反應(yīng)）與強(qiáng)堿反應(yīng) SiO2 + CaCO3= CaSiO3 + CO2 高溫高溫（5 5）與鹽反應(yīng)）與鹽反應(yīng) SiO2 +Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 高溫高溫（4 4）弱氧化性）弱氧化性SiO2 +2C = Si + 2CO 高溫高溫物質(zhì)物質(zhì)CO2SiO2與水反應(yīng)與水反應(yīng)與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿性氧化與堿性氧化物反應(yīng)物反應(yīng)與碳反應(yīng)與碳反應(yīng)SiO2是不溶于水的酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)是不溶于水的酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)CO2+

5、H2O = H2CO3SiO2+2NaOH= Na2SiO3 +H2OCO2+2NaOH= Na2CO3 +H2OCO2+Na2O = Na2CO3SiO2 + 2C = Si + 2CO高溫高溫SiO2+CaO =CaSiO3高溫高溫CO2 + C = 2CO高溫高溫SiO2與與CO2的比較的比較SiO2裝飾品裝飾品石英坩堝石英坩堝石英手表石英手表光學(xué)儀器光學(xué)儀器耐磨器皿耐磨器皿精密儀器軸承精密儀器軸承制備純硅制備純硅光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維3 3、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途光學(xué)纖維胃鏡光學(xué)纖維胃鏡 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維二氧化硅的用途二氧化硅的用途光導(dǎo)纖維的應(yīng)用光導(dǎo)纖維的應(yīng)用（1）光纖通信（光纜）：

6、）光纖通信（光纜）：是利用激光作載波由光導(dǎo)纖維傳送是利用激光作載波由光導(dǎo)纖維傳送信息的有線通信方式。信息的有線通信方式。(2)醫(yī)生的好助手：醫(yī)生的好助手：光導(dǎo)纖維可以用于食道胃等深光導(dǎo)纖維可以用于食道胃等深部探查內(nèi)窺鏡的光學(xué)元件和外科部探查內(nèi)窺鏡的光學(xué)元件和外科手術(shù)激光刀。手術(shù)激光刀。 （3）在國防軍事上，可以用光導(dǎo)纖維來制成纖維光）在國防軍事上，可以用光導(dǎo)纖維來制成纖維光學(xué)潛望鏡，裝備在潛艇坦克和飛機(jī)上，學(xué)潛望鏡，裝備在潛艇坦克和飛機(jī)上， 用于偵察復(fù)用于偵察復(fù)雜地形或深層屏蔽的敵情。雜地形或深層屏蔽的敵情。 實驗室現(xiàn)提供下列試劑瓶實驗室現(xiàn)提供下列試劑瓶: : 細(xì)口磨口塞玻璃瓶細(xì)口磨口塞玻璃瓶

7、廣口瓶廣口瓶細(xì)口橡細(xì)口橡皮塞玻璃瓶皮塞玻璃瓶棕色廣口瓶棕色廣口瓶細(xì)口塑料瓶細(xì)口塑料瓶如果你是實驗室管理員如果你是實驗室管理員, ,你將如何存放下你將如何存放下列藥品列藥品? ?你的依據(jù)是什么你的依據(jù)是什么? ?A .A .氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液_ _ B .B .濃硫酸濃硫酸_C .C .硝酸銀晶體硝酸銀晶體_ D ._ D .氫氟酸氫氟酸_E .E .二氧化硅二氧化硅_考考你！考考你！二、硅單質(zhì)二、硅單質(zhì)v硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅是灰硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。v硅的結(jié)構(gòu)類似于硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石金剛石，熔點和

8、沸點都很，熔點和沸點都很高，硬度大。高，硬度大。v導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，具有良好導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，具有良好的半導(dǎo)性。的半導(dǎo)性。(良好的半導(dǎo)體材料良好的半導(dǎo)體材料)2 2、硅、硅的物理性質(zhì)的物理性質(zhì)3 3、硅、硅的化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)Si+2F2=SiF4 Si 4HF SiF4 2H2 Si2NaOH H2O Na2SiO3 2H2Si+2H2=SiH4Si+O2=SiO24 4、硅、硅的工業(yè)制法的工業(yè)制法硅的用途硅的用途半導(dǎo)體半導(dǎo)體光電池光電池（將光能轉(zhuǎn)化為電能）（將光能轉(zhuǎn)化為電能）硅芯片硅芯片（用于計算機(jī)）（用于計算機(jī)）半導(dǎo)體晶體管及芯片的出現(xiàn)，促進(jìn)了信息技術(shù)革命半導(dǎo)體晶體管

9、及芯片的出現(xiàn)，促進(jìn)了信息技術(shù)革命集成電路集成電路 晶體管晶體管太陽能電池太陽能電池1、硅晶體的熔點和沸點都比較、硅晶體的熔點和沸點都比較 。硬度也。硬度也很很 。2、硅晶體的導(dǎo)電性介于、硅晶體的導(dǎo)電性介于 和和 之之間。是一種重要的間。是一種重要的 。3、在常溫下，硅晶體的化學(xué)性質(zhì)、在常溫下，硅晶體的化學(xué)性質(zhì) 。高高大大導(dǎo)體導(dǎo)體絕緣體絕緣體半導(dǎo)體半導(dǎo)體比較穩(wěn)定比較穩(wěn)定小小 結(jié)結(jié) :硅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系硅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系SiSiF4SiCl4SiO2H2SiO3Na2SiO3CaSiO3、下列物質(zhì)的主要成分不是、下列物質(zhì)的主要成分不是SiO2的是的是 （ ）A、石英、石英 B、水晶、水晶

10、C、金剛砂、金剛砂 D、瑪瑙、瑪瑙、下列物質(zhì)不與水反應(yīng)的是（）、下列物質(zhì)不與水反應(yīng)的是（）A、CaO B、CO2 C、SiO2 D、SO2CC、下列試劑的存放方法，正確的是（、下列試劑的存放方法，正確的是（ ） A氫氧化鈉、純堿以及水玻璃要存氫氧化鈉、純堿以及水玻璃要存 放在帶磨砂玻璃塞的試劑瓶中放在帶磨砂玻璃塞的試劑瓶中 B氫氟酸盛放在棕色玻璃試劑瓶氫氟酸盛放在棕色玻璃試劑瓶 C液溴盛放在棕色廣口瓶中液溴盛放在棕色廣口瓶中 D氯水盛放在棕色細(xì)口瓶中氯水盛放在棕色細(xì)口瓶中D、將固態(tài)的氫氧化鈉加熱至熔融狀態(tài)，可選、將固態(tài)的氫氧化鈉加熱至熔融狀態(tài)，可選用的器皿是用的器皿是 ( ) A.鐵坩堝鐵坩堝

11、 B.石英坩堝石英坩堝C.石墨坩堝石墨坩堝 D. 蒸發(fā)皿蒸發(fā)皿AC5將過量的將過量的CO2分別通入分別通入 CaCl2溶液；溶液； Na2SiO3溶液；溶液； Ca(OH)2溶液；溶液； 飽和飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是（是（ ） A B C DB6、現(xiàn)有硫酸鈉、石灰石、二氧化硅三種白色、現(xiàn)有硫酸鈉、石灰石、二氧化硅三種白色物質(zhì)，若只用一種試劑將它們區(qū)別開來，該物質(zhì)，若只用一種試劑將它們區(qū)別開來，該試劑是試劑是 （ ）2233 C7、現(xiàn)有、現(xiàn)有Fe2O3和和SiO2組成的混合物，組成的混合物，請設(shè)計一實驗方案，將它們分離開來。請設(shè)計一實驗方

12、案，將它們分離開來。SiO2Fe2O38、已知、已知 SiO2 和和 CO2 都是酸性氧化物，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相都是酸性氧化物，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性似性 ，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了“實驗室制硅實驗室制硅”的研究，它們的研究，它們以課本為基礎(chǔ)，查閱資料得到以下可供參考的信息：以課本為基礎(chǔ)，查閱資料得到以下可供參考的信息： 工業(yè)工業(yè)上在高溫時用木炭粉還原二氧化硅可制得硅上在高溫時用木炭粉還原二氧化硅可制得硅 ； 鎂在點燃條鎂在點燃條件下即可與二氧化硅反應(yīng)件下即可與二氧化硅反應(yīng) ； 金屬硅化物與稀硫酸反應(yīng)生成金屬硅化物與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鹽與硅烷（硫酸鹽與硅烷（SiH4）；）； 硅和二氧化硅均不與稀硫酸反應(yīng)硅和二氧化硅均不與稀硫酸反應(yīng) 硅烷在空氣中能自燃。硅烷在空氣中能自燃。 他們在研究報告中記載著他們在研究報告中記載著“ 選用合適的物質(zhì)在適宜的條選用合適的物質(zhì)在適宜的條件下充分反應(yīng)；再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過濾、洗件下充分反應(yīng)；再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過濾、洗滌、干燥，最后稱量滌、干燥，最后稱量 在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn)在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其產(chǎn)率也只