高三化學含硅礦物和信息材料ppt課件

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1.硅元素硅元素(silicon)在地殼中的含量在地殼中的含量一一.硅的存在硅的存在 2. 硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土地殼中大部分的巖石、沙子和土壤壤二二.硅酸鹽及其產(chǎn)品硅酸鹽及其產(chǎn)品1. 1.硅酸鹽組成的表示方法硅酸鹽組成的表示方法 硅酸鹽的種類多、結(jié)構(gòu)很復雜，其組成表硅酸鹽的種類多、結(jié)構(gòu)很復雜，其組成表示方法一般有兩種：示方法一般有兩種：1鹽化學式法鹽化學式法如：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

2、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SiO2SiO2，最后寫，最后寫H2OH2O；氧化物之間用氧化物之間用“”“”隔開。隔開。對于復雜的硅酸鹽，通常可用二氧化硅和金屬對于復雜的硅酸鹽，通常可用二氧化硅和金屬氧化物的形式來表示其組成。氧化物的形式來表示其組成。例如：例如：Na2SiO3 Na2SiO3 Na2OSiO2 Na2OSiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O Al2O32SiO22H2O練習：把下列式子改寫成氧化物的形式練習：把下列式子改寫成氧化物

3、的形式1、蛇紋石：、蛇紋石：H4Mg3Si2O92、鈣長石：、鈣長石：CaAl2SiO63、石棉：、石棉：CaMg3Si4O124、長石：、長石：KAlSi3O85、普通玻璃：、普通玻璃： CaNa2Si6O146、黏土：、黏土：Al2(Si2O5)(OH)4CaO 3MgO4SiO2K2OAl2O36SiO2 CaONa2O6SiO2Al2O32SiO22H2O3MgO2SiO2 2H2OCaOAl2O3SiO2 2.硅酸鹽的性質(zhì)硅酸鹽的性質(zhì) 1) Na2SiO3的性質(zhì) Na2SiO3俗稱“泡花堿”，其水溶液俗稱“水玻璃”。水玻璃是一種無色粘稠的液體，顯堿性，易吸收空氣中的CO2生成硅酸沉淀

4、。(完成p83.7)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2三大硅酸鹽產(chǎn)品：陶瓷、水泥、玻璃三大硅酸鹽產(chǎn)品：陶瓷、水泥、玻璃t1 1陶瓷陶瓷陶器的制作工序陶器的制作工序2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.加入石膏的作用：調(diào)節(jié)水泥的硬化速度加入石膏的作用：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3

5、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(完成完成p83.6)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、光學玻璃、防彈玻璃、鉛玻璃等學玻璃、防彈玻璃、鉛玻璃等三三.二氧化硅（二氧化硅（ SiO2 ）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

6、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。1.存在：存在：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 品品水水晶晶瑪瑙瑪瑙2.物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：固體固體熔沸點比較高熔沸點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3.構(gòu)造：構(gòu)造：SiO2SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定定 4.化學性質(zhì)：化學性質(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)與堿反應(yīng)與水反應(yīng)

7、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（雕刻玻璃）（雕刻玻璃）SiO2 2NaOHNa2

8、SiO3+H2O1. 為什么在實驗室中盛放為什么在實驗室中盛放NaOH 溶液的試劑瓶溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？用橡皮塞而不用玻璃塞？ 3.某同學根據(jù)某同學根據(jù)SiO2既可與堿反應(yīng)既可與堿反應(yīng),也能與氫氟酸反也能與氫氟酸反應(yīng)應(yīng),推斷推斷SiO2為兩性氧化物為兩性氧化物.是否正確是否正確?5.用途：用途：制光導纖維、電子工業(yè)重要部件、光學儀器、制光導纖維、電子工業(yè)重要部件、光學儀器、耐高溫化學儀器。利用石英晶體制造石英電子耐高溫化學儀器。利用石英晶體制造石英電子表、石英鐘等。表、石英鐘等。光學纖維胃鏡光學纖維胃鏡二氧化硅的用途二氧化硅的用途練習：練習：1、下列物質(zhì)能與、下列物質(zhì)能與SiO2

9、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.實驗室現(xiàn)提供下列試劑瓶實驗室現(xiàn)提供下列試劑瓶, , 細口磨細口磨口塞玻璃瓶瓶廣口瓶細口橡皮塞?？谌Ａ科繌V口瓶細口橡皮塞玻璃瓶棕色廣口瓶細口塑料瓶，如果璃瓶棕色廣口瓶細口塑料瓶，如果你是實驗室管理員你是實驗室管理員, ,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.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

10、列反應(yīng)中指出下列反應(yīng)中SiO2SiO2所表現(xiàn)的化學性質(zhì)或作用，所表現(xiàn)的化學性質(zhì)或作用，在在A-EA-E選項中選擇正確答案填入括號內(nèi)。選項中選擇正確答案填入括號內(nèi)。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ( )SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ( )SiO2+2C=SiO2+2C=高溫高溫=Si+2CO=Si+2CO ( ) ( )SiO2+3C=SiO2+3C=高溫高溫=SiC+2CO=SiC+2CO ( ) ( )SiO2+4HF=SiF4 SiO2+4HF=SiF4 +2H2O ( ) +2H2O ( )A A、作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕、作為玻璃的成分被消耗而使

11、玻璃被腐蝕B B、弱氧化性、弱氧化性 C C、酸性氧化物的通性、酸性氧化物的通性D D、未參加氧化還原反應(yīng)、未參加氧化還原反應(yīng)C CB BD DA A四四.硅硅1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì) 硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅是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?；液谏⒂薪饘俟鉂?、硬而脆的固體。 硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點和沸點都硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點和沸點都很高，硬度大。很高，硬度大。 導電性介于導體和絕緣體之間。導電性介于導體和絕緣體之間。既不易失去電子既不易失去電子,也不易得到電子也不易得到電子2.構(gòu)造構(gòu)造3.化學性質(zhì)化學性質(zhì) 常溫下，化學性質(zhì)不活潑，除氟氣、

12、氫氟酸常溫下，化學性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強堿外，硅不跟其他物質(zhì)如氧氣、氯氣、和強堿外，硅不跟其他物質(zhì)如氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等起反應(yīng)。在加熱條件下，能跟硫酸、硝酸等起反應(yīng)。在加熱條件下，能跟一些非金屬反應(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 4.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)：與氯反應(yīng)：Si 2Cl2 SiCl4(溫度為溫度為

13、400500)生成的生成的SiCl4液體通過精餾，除去其中的硼、砷液體通過精餾，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5.硅的用途：硅的用途： 硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，它的用硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，它的用途非常廣泛。作為良好的半導體材料，途非常廣泛。作為良好的半導體材料，硅可用來制造集成電路、晶體管、硅硅可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導體器件，還可以制成太整流器等半導體器件，還可以制成太陽能電池，可制成有良好導磁性、耐陽能電池，可制成有良好導磁性、耐酸性的合金。酸性的合金。晶體管晶體管集成電路集成電路衛(wèi)星的翅膀衛(wèi)星的

14、翅膀汽車的尾巴汽車的尾巴在太陽能方面的利用五五.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SiO2SiO2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Na2SiO3Na2SiO3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

15、并接近消失時停止。靜置。仔細觀察現(xiàn)象。消失時停止。靜置。仔細觀察現(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，足見化學對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要中占重要位置，足見化學對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如：作用。例如：光導纖維的主要成分光導纖維的主要成分 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)及提純的化學方寫

16、出工業(yè)上制備該元素的單質(zhì)及提純的化學方程式程式二氧化硅二氧化硅 半導體硅半導體硅 硅硅鋁硅酸鹽鋁硅酸鹽 化化 學學 計計 算算常見題型：常見題型： 溶解度的計算、有機計算、多步反應(yīng)計算、溶解度的計算、有機計算、多步反應(yīng)計算、過量計算、無數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)缺省型計算）、與過量計算、無數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)缺省型計算）、與化工有關(guān)的計算化工有關(guān)的計算基本解題思想：基本解題思想：守恒法、討論法、極限法、差量法、守恒法、討論法、極限法、差量法、關(guān)系式法關(guān)系式法討論法適合解哪些計算題：討論法適合解哪些計算題： （1 1問題不明確，如物質(zhì)不明確，過量不明確等。問題不明確，如物質(zhì)不明確，過量不明確等。 （2 2數(shù)學方程式少于未

17、知數(shù)的不定方程式的問題。數(shù)學方程式少于未知數(shù)的不定方程式的問題。（3 3字母型數(shù)據(jù)的過量問題的計算。字母型數(shù)據(jù)的過量問題的計算。 （4 4條件殘缺的計算題。條件殘缺的計算題。 在化學計算題中，用字母代表數(shù)據(jù)，由于字母去值在化學計算題中，用字母代表數(shù)據(jù)，由于字母去值存在不確定性，反應(yīng)物將過量關(guān)系就有差異，反應(yīng)過存在不確定性，反應(yīng)物將過量關(guān)系就有差異，反應(yīng)過程有時也會不同。因此，解題時需要對字母取值范圍程有時也會不同。因此，解題時需要對字母取值范圍進行討論。進行討論。1 1、問題不明確，對可能結(jié)果的討論、問題不明確，對可能結(jié)果的討論 【例【例1 1】40g40g鐵粉投入到鐵粉投入到500g500g

18、稀稀HNO3HNO3中，若反應(yīng)完畢中，若反應(yīng)完畢后兩物質(zhì)均無剩余，求此稀后兩物質(zhì)均無剩余，求此稀HNO3HNO3的質(zhì)量分數(shù)及放出的質(zhì)量分數(shù)及放出的氣體在標準狀況下的體積。的氣體在標準狀況下的體積。 2 2、數(shù)學方程式少于未知數(shù)的不定方程討論、數(shù)學方程式少于未知數(shù)的不定方程討論 例：將由兩種鹵素組成的化合物例：將由兩種鹵素組成的化合物XX2.60gXX2.60g溶于水溶于水, , 再再通入過量的二氧化硫通入過量的二氧化硫, ,使其發(fā)生如下反應(yīng)使其發(fā)生如下反應(yīng): :XX+2H2O+SO2=HX+HX+H2SO4 XX+2H2O+SO2=HX+HX+H2SO4 然后向生成的溶液中加然后向生成的溶液中

19、加入過量的硝酸鋇溶液入過量的硝酸鋇溶液, ,除去生成的沉淀后除去生成的沉淀后, ,將所得濾液用將所得濾液用過量過量AgNO3AgNO3溶液處理溶液處理, ,生成生成7.5g7.5g沉淀。已知氟化銀可溶于沉淀。已知氟化銀可溶于水，試推斷該鹵素互化物的可能組成。（在整個過程中水，試推斷該鹵素互化物的可能組成。（在整個過程中不考慮離子與氧化性酸的氧化還原反應(yīng)）不考慮離子與氧化性酸的氧化還原反應(yīng)）3 3、字母型數(shù)據(jù)的計算題可考慮尋找界點，確定區(qū)間、字母型數(shù)據(jù)的計算題可考慮尋找界點，確定區(qū)間( (或邊界或邊界) )討論討論 例、已知常溫時反應(yīng)例、已知常溫時反應(yīng)2Fe32Fe3+Cu+Cu2Fe22Fe2

20、+Cu2+Cu2在水溶在水溶液中能發(fā)生，將液中能發(fā)生，將22.4g22.4g由銅和三氧化二鐵組成的混合粉由銅和三氧化二鐵組成的混合粉末加入到濃度為末加入到濃度為1 mol/L1 mol/L的硫酸中，使之發(fā)生反應(yīng)。的硫酸中，使之發(fā)生反應(yīng)。(1)(1)若固體恰好全部溶解，消耗硫酸的體積為若固體恰好全部溶解，消耗硫酸的體積為V V，求，求V V的的取值范圍。取值范圍。(2)(2)若硫酸溶液過量，反應(yīng)后溶液的體積為若硫酸溶液過量，反應(yīng)后溶液的體積為1 L1 L，測得此，測得此溶液中溶液中Fe2Fe2濃度為濃度為0.1 mol/L, 0.1 mol/L, 求原混合物中含銅多少求原混合物中含銅多少克克?

21、? 練習：將練習：將3.25g某金屬單質(zhì)與過量稀硝酸反應(yīng)時，某金屬單質(zhì)與過量稀硝酸反應(yīng)時，未觀察到有氣體放出，但測知生成物中有未觀察到有氣體放出，但測知生成物中有NH4NO3。當向反應(yīng)后的溶液中加入過量熱的燒堿溶液時，有當向反應(yīng)后的溶液中加入過量熱的燒堿溶液時，有氣體放出，氣體體積為氣體放出，氣體體積為280mL標準狀況）。標準狀況）。（1當當R代表此金屬，寫出代表此金屬，寫出R與稀硝酸反應(yīng)的化學與稀硝酸反應(yīng)的化學方程式。方程式。（2R是什么金屬？是什么金屬？練習練習. .現(xiàn)將含現(xiàn)將含Ag+Ag+為為5.45.410-2g10-2g的可溶性銀鹽溶液與某的可溶性銀鹽溶液與某+2+2價金屬離子的可溶性鹽混合，恰好完全反應(yīng)價金屬離子的可溶性鹽混合，恰好完全反應(yīng). .得鹵得鹵化物沉淀，經(jīng)過濾、洗滌，并在化物沉淀，經(jīng)過濾、洗滌，并在250W250W的燈泡下烘干