《含硅礦物與信息材料》

1、1、工業(yè)煉鐵的原料、設(shè)備、反應(yīng)原理、產(chǎn)品、工業(yè)煉鐵的原料、設(shè)備、反應(yīng)原理、產(chǎn)品、及高爐煤氣的成分。及高爐煤氣的成分。2、顏色：氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵、三、顏色：氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵、三氯化鐵、氯化亞鐵、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵氯化鐵、氯化亞鐵、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵3、除雜：、除雜： 銅（鐵）銅（鐵） 氯化亞鐵（三氯化鐵）氯化亞鐵（三氯化鐵） 三氯化鐵（氯化亞鐵）三氯化鐵（氯化亞鐵）4、Fe2+、Fe3+的檢驗的檢驗5、Fe(OH)2在空氣中變質(zhì)的方程式在空氣中變質(zhì)的方程式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

2、一一.硅的存在硅的存在 2. 2. 硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤分的巖石、沙子和土壤二二.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(fù)雜，其組成表硅酸鹽的種類多、結(jié)構(gòu)很復(fù)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(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

3、寫在前面，再寫SiOSiO2 2，最后寫，最后寫H H2 2O O；氧化物之間用氧化物之間用“”隔開。隔開。對于復(fù)雜的對于復(fù)雜的硅酸鹽，通?？捎枚趸韬徒饘俟杷猁}，通?？捎枚趸韬徒饘傺趸锏男问絹肀硎酒浣M成。氧化物的形式來表示其組成。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、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： CaNa2S

4、i6O146、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)的性質(zhì) 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。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

5、劑用途：粘合劑，防腐劑、防火劑3、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）水泥的制備的制備：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2CaO2CaOSiOSiO2 2、3CaO3CaOSiOSiO2 2、3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3e.產(chǎn)品主要成分產(chǎn)品主要成分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

6、世貿(mào)大廈世貿(mào)大廈3）玻璃）玻璃A.原料：純堿原料：純堿、石灰石、過量石英（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

7、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。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 品品瑪瑙瑪瑙2.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3.結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：SiOSiO2 2是是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定，因此性質(zhì)很穩(wěn)定 4.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)與堿反應(yīng)與水反應(yīng)與水反應(yīng)聯(lián)想

8、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 2NaOHNa2SiO3+H2O1. 為什么在實驗

9、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？ 實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？3.某同學(xué)根據(jù)某同學(xué)根據(jù)氫氟酸反氫氟酸反應(yīng)應(yīng),推斷推斷想一想想一想5.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

10、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(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，璃瓶棕色廣口瓶細(xì)口塑料瓶，如果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.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

11、作用，所表現(xiàn)的化學(xué)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)。SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O ( )O ( )SiOSiO2 2+2C=+2C=高溫高溫= =Si+2COSi+2CO ( )( )SiOSiO2 2+3C=+3C=高溫高溫= =SiC+2COSiC+2CO ( )( )SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4 +2H+2H2 2O O ( )( )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玻璃被腐蝕B B、弱氧化性弱氧化性 C C、

12、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。 硅的結(jié)構(gòu)硅的結(jié)構(gòu)類似于類似于金剛石金剛石，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。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。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.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)3.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 常溫下，化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸常溫下，化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外

13、，硅不跟其他物質(zhì)（如氧氣、氯氣、和強(qiáng)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400500)生成的生成的SiCl4

14、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。作為良好的途非常廣泛。作為良好的半導(dǎo)體半導(dǎo)體材料，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(dǎo)體器件，還可以制成太整流器等半導(dǎo)體器件，還可以制成太陽能電池，可制成有良好導(dǎo)磁性、耐陽能電池，可制成有良好導(dǎo)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五五.硅酸硅酸 硅酸是一種很弱的酸（酸性比碳酸還弱），

15、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3-53-5mlml飽和飽和NaNa2 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停止。靜置。仔細(xì)觀察現(xiàn)象。消失時停止。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)