含硅礦物與信息材料(用)

1、隨處可見的含硅化合物及產(chǎn)品隨處可見的含硅化合物及產(chǎn)品現(xiàn)代的陶瓷制品Vs古老的陶瓷制品紫砂壺陶罐瓷瓶陶瓷芯片陶瓷刀片陶瓷管材青花瓷器 硅的氧化物及硅酸鹽硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、地殼中大部分的巖石、沙子和土壤沙子和土壤一一.硅酸鹽的表示方法硅酸鹽的表示方法 1、鹽化學(xué)式法、鹽化學(xué)式法如：硅酸鈉如：硅酸鈉Na2SiO3 、硅酸鈣、硅酸鈣CaSiO3等。等。此法一般用于組成較簡單的硅酸鹽。此法一般用于組成較簡單的硅酸鹽。 2 2、氧化物法、氧化物法( (也是常用的方法也是常用的方法) )金屬氧化物寫在前面，再寫金屬氧化物寫在前面，再寫SiOSiO2 2，最后寫，最后寫H H2

2、 2O O；氧化物之間用氧化物之間用“”隔開。隔開。例如：例如：Na2SiO3 Na2OSiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O練習(xí)：把下列式子改寫成氧化物的形式練習(xí)：把下列式子改寫成氧化物的形式1、鈣長石鈣長石：CaAl2SiO62、長石：、長石：KAlSi3O83、普通玻璃：、普通玻璃： CaNa2Si6O14K2OAl2O36SiO2 CaONa2O6SiO2CaOAl2O3SiO2 二、二、 硅酸鈉的性質(zhì)硅酸鈉的性質(zhì) (Na2SiO3) Na2SiO3俗稱俗稱“泡花堿泡花堿”，其水溶液俗稱，其水溶液俗稱“水玻水玻璃璃”。水玻璃是一種無色粘稠的液體，顯堿性，易

3、。水玻璃是一種無色粘稠的液體，顯堿性，易吸收空氣中的吸收空氣中的CO2生成硅酸沉淀。生成硅酸沉淀。硅酸鈉要密封保存且不能用玻璃塞試劑瓶硅酸鈉要密封保存且不能用玻璃塞試劑瓶用途：粘合劑，防腐劑、防火劑用途：粘合劑，防腐劑、防火劑三、三大硅酸鹽產(chǎn)品：陶瓷、水泥、玻璃三、三大硅酸鹽產(chǎn)品：陶瓷、水泥、玻璃t1、水泥的制備：、水泥的制備：a.原料：粘土原料：粘土(SiO2 )、石灰石、石膏（適量）、石灰石、石膏（適量）b.設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯c.條件：高溫鍛燒條件：高溫鍛燒d.成分成分： CaSiO3 、SiO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 加入石膏的作用：調(diào)節(jié)水泥的硬化速度

4、加入石膏的作用：調(diào)節(jié)水泥的硬化速度水泥回轉(zhuǎn)窯水泥回轉(zhuǎn)窯雄偉的體育館雄偉的體育館讓人驕傲的三峽工程讓人驕傲的三峽工程世貿(mào)大廈世貿(mào)大廈2、玻璃、玻璃A.原料：純堿、石灰石、過量石英（原料：純堿、石灰石、過量石英（SiO2)B.設(shè)備：玻璃熔爐設(shè)備：玻璃熔爐C.條件：高溫熔融條件：高溫熔融D.成分：成分： Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2E.主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2F.種類：普通玻璃、鋼化玻璃、有色玻璃、光種類：普通玻璃、鋼化玻璃、有色玻璃、光學(xué)玻璃、防彈玻璃、鉛玻璃等學(xué)玻璃、防彈玻璃、鉛玻璃等（1）普通玻

5、璃（）普通玻璃（Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或或Na2OCaO6SiO2） （2）石英玻璃（以純凈的石英為主要原料制成的玻璃，成分僅為）石英玻璃（以純凈的石英為主要原料制成的玻璃，成分僅為SiO2） （3）鋼化玻璃（與普通玻璃成分相同）鋼化玻璃（與普通玻璃成分相同） （4）鉀玻璃（）鉀玻璃（K2O、CaO、SiO2） （5）硼酸鹽玻璃（）硼酸鹽玻璃（SiO2、B2O3） （6）有色玻璃在（普通玻璃制造過程中加入一些金屬氧化物。）有色玻璃在（普通玻璃制造過程中加入一些金屬氧化物。Cu2O紅色；紅色；CuO藍(lán)綠色；藍(lán)綠色；CdO淺黃色；淺黃色；CO2O3藍(lán)色；藍(lán)色；Ni2O3墨綠色；墨綠

6、色；MnO2紫色；膠體紫色；膠體Au紅色；膠體紅色；膠體Ag黃黃色）色） （7）變色玻璃（用稀土元素的氧化物作為著色劑的高級有色玻）變色玻璃（用稀土元素的氧化物作為著色劑的高級有色玻璃）璃） （8）光學(xué)玻璃（在普通的硼硅酸鹽玻璃原料中加入少量對光敏感）光學(xué)玻璃（在普通的硼硅酸鹽玻璃原料中加入少量對光敏感的物質(zhì)，如的物質(zhì)，如AgCl、AgBr等，再加入極少量的敏化劑，如等，再加入極少量的敏化劑，如CuO等，使玻等，使玻璃對光線變得更加敏感）璃對光線變得更加敏感） （9）彩虹玻璃（在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化）彩虹玻璃（在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化劑和溴化物制成）劑和溴

7、化物制成） （10）防護(hù)玻璃（在普通玻璃制造過程加入適當(dāng)輔助料，使其具有）防護(hù)玻璃（在普通玻璃制造過程加入適當(dāng)輔助料，使其具有防止強(qiáng)光、強(qiáng)熱或輻射線透過而保護(hù)人身安全的功能。如灰色防止強(qiáng)光、強(qiáng)熱或輻射線透過而保護(hù)人身安全的功能。如灰色重鉻重鉻酸鹽，氧化鐵吸收紫外線和部分可見光；藍(lán)綠色酸鹽，氧化鐵吸收紫外線和部分可見光；藍(lán)綠色氧化鎳、氧化亞鐵氧化鎳、氧化亞鐵吸收紅外線和部分可見光；鉛玻璃吸收紅外線和部分可見光；鉛玻璃氧化鉛吸收氧化鉛吸收X射線和射線和r射線；暗射線；暗藍(lán)色藍(lán)色重鉻酸鹽、氧化亞鐵、氧化鐵吸收紫外線、紅外線和大部分可重鉻酸鹽、氧化亞鐵、氧化鐵吸收紫外線、紅外線和大部分可見光；加入氧化

8、鎘和氧化硼吸收中子流。見光；加入氧化鎘和氧化硼吸收中子流。 （11）微晶玻璃（又叫結(jié)晶玻璃或玻璃陶瓷，是在普通玻璃中加入）微晶玻璃（又叫結(jié)晶玻璃或玻璃陶瓷，是在普通玻璃中加入金、銀、銅等晶核制成，代替不銹鋼和寶石，作雷達(dá)罩和導(dǎo)彈頭金、銀、銅等晶核制成，代替不銹鋼和寶石，作雷達(dá)罩和導(dǎo)彈頭等）。等）。 （12）玻璃纖維（由熔融玻璃拉成或吹成的直徑為幾微米至幾千微）玻璃纖維（由熔融玻璃拉成或吹成的直徑為幾微米至幾千微米的纖維，成分與玻璃相同）米的纖維，成分與玻璃相同） （13）玻璃絲（即長玻璃纖維）玻璃絲（即長玻璃纖維） （14）玻璃鋼（由環(huán)氧樹脂與玻璃纖維復(fù)合而得到的強(qiáng)度類似鋼材）玻璃鋼（由環(huán)氧樹

9、脂與玻璃纖維復(fù)合而得到的強(qiáng)度類似鋼材的增強(qiáng)塑料）的增強(qiáng)塑料） （15）玻璃紙（用粘膠溶液制成的透明的纖維素薄膜）玻璃紙（用粘膠溶液制成的透明的纖維素薄膜） （16）水玻璃（）水玻璃（Na2SiO3）的水溶液，因與普通玻璃中部分成分相）的水溶液，因與普通玻璃中部分成分相同而得名）同而得名） （17）金屬玻璃（玻璃態(tài)金屬，一般由熔融的金屬迅速冷卻而制）金屬玻璃（玻璃態(tài)金屬，一般由熔融的金屬迅速冷卻而制得）得） （18）螢石（氟石）（無色透明的）螢石（氟石）（無色透明的CaF2，用作光學(xué)儀器中的棱鏡，用作光學(xué)儀器中的棱鏡和透光鏡）和透光鏡） （19）有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸

10、甲酯）3 3、陶瓷、陶瓷3、陶瓷：、陶瓷：主要原料主要原料 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程反應(yīng)條件反應(yīng)條件種類種類粘土粘土混合混合 成型成型 干干燥燥 燒結(jié)燒結(jié) 冷卻冷卻高溫高溫土器土器 陶器陶器 瓷器瓷器陶器的制作工序陶器的制作工序硅石硅石結(jié)晶形（石英）結(jié)晶形（石英）無定形（硅藻土）無定形（硅藻土）水晶水晶瑪瑙瑪瑙石石 英英 制制 品品四四.二氧化硅（二氧化硅（ SiO2 ）1.物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：固體固體熔沸點(diǎn)比較高熔沸點(diǎn)比較高不溶于水不溶于水硬度比較大硬度比較大聯(lián)想沙子聯(lián)想沙子2.化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：二氧化碳二氧化碳CO2二氧化硅二氧化硅SiO2物質(zhì)分類物質(zhì)分類與堿性氧與堿性氧化物反應(yīng)化物反應(yīng)與堿反應(yīng)

11、與堿反應(yīng)與水反應(yīng)與水反應(yīng)聯(lián)想聯(lián)想CO2均屬于酸性氧化物均屬于酸性氧化物CO2 CaOCaCO3CO2 2NaOH Na2CO3+H2OCO2 H2OH2CO3不反應(yīng)不反應(yīng)SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2 CaO CaSiO3高溫高溫SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2OSiO2 CaO CaSiO3高溫高溫SiO22C Si 2CO高溫高溫SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 高溫高溫A.酸性氧化物酸性氧化物B.氧化性氧化性C.與鹽反應(yīng)與鹽反應(yīng)D.親氟性親氟性SiO2 +Na2CO3 Na2SiO3 + CO2高溫高溫（SiO2 2NaOHNa2SiO

12、3+H2O3.用途：用途：制光導(dǎo)纖維、電子工業(yè)重要部件、光學(xué)儀器、制光導(dǎo)纖維、電子工業(yè)重要部件、光學(xué)儀器、耐高溫化學(xué)儀器。利用石英晶體制造石英電子耐高溫化學(xué)儀器。利用石英晶體制造石英電子表、石英鐘等。表、石英鐘等。光學(xué)纖維胃鏡光學(xué)纖維胃鏡二氧化硅的用途二氧化硅的用途瑪瑙瑪瑙五五.硅硅1、物理性質(zhì)物理性質(zhì) 硅有硅有晶體硅晶體硅和和無定形硅無定形硅兩種。晶體硅是兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。 熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。 導(dǎo)電性導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。介于導(dǎo)體和絕緣體之間。2.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 常溫常溫下，化學(xué)性質(zhì)不活

13、潑，除氟氣、氫氟酸下，化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外，硅和強(qiáng)堿外，硅不不跟其他物質(zhì)（如氧氣、氯氣、跟其他物質(zhì)（如氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等）起反應(yīng)。在硫酸、硝酸等）起反應(yīng)。在加熱加熱條件下，條件下，能能跟跟一些非金屬反應(yīng)。一些非金屬反應(yīng)。Si O2 SiO2Si 2H2 SiH4（不穩(wěn)定）（不穩(wěn)定）高溫Si2NaOH H2O Na2SiO3 2H2Si 4HF SiF4 2H2 Si 2F2 SiF4 3.硅的工業(yè)制法硅的工業(yè)制法高溫在工業(yè)上，用碳在高溫下還原二氧化硅的方在工業(yè)上，用碳在高溫下還原二氧化硅的方法制得粗硅。法制得粗硅。 SiO2 2C Si（粗硅）（粗硅）2CO與氯反應(yīng)：與

14、氯反應(yīng)：Si 2Cl2 SiCl4(溫度為溫度為400500)生成的生成的SiCl4液體通過蒸餾，除去其中的硼、砷液體通過蒸餾，除去其中的硼、砷等雜質(zhì)。然后用氫氣還原：等雜質(zhì)。然后用氫氣還原：SiCl4 2H2 Si 4HCl高溫六六.硅酸硅酸 硅酸是一種很弱的酸（酸性比碳酸還弱），溶解硅酸是一種很弱的酸（酸性比碳酸還弱），溶解度很小。由于度很小。由于SiOSiO2 2不溶于水，所以硅酸是通過可溶性不溶于水，所以硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得。硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得。H2SiO3=SiO2H2O 現(xiàn)象現(xiàn)象 結(jié)論結(jié)論 反應(yīng)式反應(yīng)式 在試管中加入在試管中加入3-5ml3-5ml飽和飽和Na

15、Na2 2SiOSiO3 3溶液，滴入溶液，滴入1-21-2滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴加入稀滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴加入稀鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時(shí)停止。靜置。仔細(xì)觀察現(xiàn)象。消失時(shí)停止。靜置。仔細(xì)觀察現(xiàn)象。地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占重要位置，足見化學(xué)對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要中占重要位置，足見化學(xué)對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如：作用。例如：光導(dǎo)纖維的主要成分光導(dǎo)纖維的主要成分 目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是 神奇無比的集成電路蕊

16、片的主成分神奇無比的集成電路蕊片的主成分 用作吸附劑、催化劑的載體的人造分子篩大多用作吸附劑、催化劑的載體的人造分子篩大多是一類為是一類為 的化合物的化合物寫出工業(yè)上制備該元素的單質(zhì)及提純的化學(xué)方寫出工業(yè)上制備該元素的單質(zhì)及提純的化學(xué)方程式程式二氧化硅二氧化硅 半導(dǎo)體硅半導(dǎo)體硅 硅硅鋁硅酸鹽鋁硅酸鹽 練習(xí)：練習(xí)：1、下列物質(zhì)能與、下列物質(zhì)能與SiO2起反應(yīng)的是起反應(yīng)的是 （ ）濃濃H2SO4 H2O 鹽酸鹽酸 HF KOH溶液溶液 氧化鈣氧化鈣 A、 B、 C、 D、 C2.2.實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)提供下列試劑瓶實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)提供下列試劑瓶, , 細(xì)口磨細(xì)口磨口塞玻璃瓶瓶廣口瓶細(xì)口橡皮塞?？谌Ａ科繌V口瓶細(xì)口橡皮塞玻璃瓶棕色廣口瓶細(xì)口塑料瓶，如果璃瓶棕色廣口瓶細(xì)口塑料瓶，如果你是實(shí)驗(yàn)室管理員你是實(shí)驗(yàn)室管理員, ,你將如何存放下列藥你將如何存放下列藥品品? ?你的依據(jù)是什么你的依據(jù)是什么? ?a.a.二氧化硅二氧化硅_ b._ b.氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液_c.硝酸銀晶體硝酸銀晶體_ d._ d.氫氟酸氫氟酸_e.e.濃硫酸濃硫酸_ _ 3.3.指出下列反應(yīng)中指出下列反應(yīng)中SiO2SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在在A-EA-E選項(xiàng)中選擇正確答案填入括號(hào)內(nèi)。選項(xiàng)中選擇正確答案填入括號(hào)內(nèi)。SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2Si