含硅礦物與信息材料用課件

第三單元含硅礦物與信息材料隨處可見的含硅化合物及產品現代的陶瓷制品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構成了地殼中大局部的巖石、沙子和土壤

一.硅酸鹽的表示方法

1、鹽化學式法如：硅酸鈉Na2SiO3

、硅酸鈣CaSiO3等。此法一般用于組成較簡單的硅酸鹽。2、氧化物法(也是常用的方法)金屬氧化物寫在前面，再寫SiO2，最后寫H2O；氧化物之間用“·〞隔開。例如：Na2SiO3 Na2O·SiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O練習：把以下式子改寫成氧化物的形式1、鈣長石：CaAl2SiO62、長石：KAlSi3O83、普通玻璃：CaNa2Si6O14K2O·Al2O3·6SiO2CaO·Na2O·6SiO2CaO·Al2O3·SiO2二、硅酸鈉的性質(Na2SiO3)

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。Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓

+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3▲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、防火劑三、三大硅酸鹽產品：陶瓷、水泥、玻璃t1、水泥的制備：a.原料：粘土(SiO2)、石灰石、石膏〔適量〕b.設備：水泥回轉窯c.條件：高溫鍛燒d.成分：CaSiO3、SiO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑參加石膏的作用：調節(jié)水泥的硬化速度水泥回轉窯雄偉的體育館讓人驕傲的三峽工程世貿大廈2、玻璃A.原料：純堿、石灰石、過量石英〔SiO2)B.設備：玻璃熔爐C.條件：高溫熔融D.成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2E.主要反響：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑F.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〔1〕普通玻璃〔Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2〕

〔2〕石英玻璃〔以純潔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〕

〔4〕鉀玻璃〔K2O、CaO、SiO2〕

〔5〕硼酸鹽玻璃〔SiO2、B2O3〕

〔6〕有色玻璃在〔普通玻璃制造過程中參加一些金屬氧化物。Cu2O——紅色；CuO——藍綠色；CdO——淺黃色；CO2O3——藍色；Ni2O3——墨綠色；MnO2——紫色；膠體Au——紅色；膠體Ag——黃色〕

〔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璃〕

〔8〕光學玻璃〔在普通的硼硅酸鹽玻璃原料中參加少量對光敏感的物質，如AgCl、AgBr等，再參加極少量的敏化劑，如CuO等，使玻璃對光線變得更加敏感〕

〔9〕彩虹玻璃〔在普通玻璃原料中參加大量氟化物、少量的敏化劑和溴化物制成〕

〔10〕防護玻璃〔在普通玻璃制造過程參加適當輔助料，使其具有防止強光、強熱或輻射線透過而保護人身平安的功能。如灰色——重鉻酸鹽，氧化鐵吸收紫外線和局部可見光；藍綠色——氧化鎳、氧化亞鐵吸收紅外線和局部可見光；鉛玻璃——氧化鉛吸收X射線和r射線；暗藍色——重鉻酸鹽、氧化亞鐵、氧化鐵吸收紫外線、紅外線和大局部可見光；參加氧化鎘和氧化硼吸收中子流。

〔11〕微晶玻璃〔又叫結晶玻璃或玻璃陶瓷，是在普通玻璃中參加金、銀、銅等晶核制成，代替不銹鋼和寶石，作雷達罩和導彈頭等〕。

〔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米的纖維，成分與玻璃相同〕

〔13〕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合而得到的強度類似鋼材的增強塑料〕

〔15〕玻璃紙〔用粘膠溶液制成的透明的纖維素薄膜〕

〔16〕水玻璃〔Na2SiO3〕的水溶液，因與普通玻璃中局部成分相同而得名〕

〔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得〕

〔18〕螢石〔氟石〕〔無色透明的CaF2，用作光學儀器中的棱鏡和透光鏡〕

〔19〕有機玻璃〔聚甲基丙烯酸甲酯〕

3、陶瓷3、陶瓷：主要原料生產過程反響條件種類粘土①混合②成型③枯燥④燒結⑤冷卻高溫土器陶器瓷器陶器的制作工序硅石結晶形〔石英〕無定形〔硅藻土〕水晶瑪瑙石英制品四.二氧化硅〔SiO2〕1.物理性質：固體熔沸點比較高不溶于水硬度比較大聯想沙子2.化學性質：二氧化碳CO2二氧化硅SiO2物質分類與堿性氧化物反應與堿反應與水反應聯想CO2均屬于酸性氧化物CO2＋CaO＝CaCO3CO2＋2NaOH＝

Na2CO3+H2OCO2＋H2O＝H2CO3不反響SiO2＋2NaOH＝

Na2SiO3+H2OSiO2

＋CaOCaSiO3高溫SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2

＋CaOCaSiO3高溫SiO2＋2CSi＋2CO↑高溫SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高溫A.酸性氧化物B.氧化性C.與鹽反響D.親氟性SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑高溫〔雕刻玻璃〕SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3+H2O3.用途：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表、石英鐘等。光學纖維胃鏡二氧化硅的用途瑪瑙五.硅1、物理性質

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。熔點和沸點都很高，硬度大。導電性介于導體和絕緣體之間。2.化學性質常溫下，化學性質不活潑，除氟氣、氫氟酸和強堿外，硅不跟其他物質〔如氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等〕起反響。在加熱條件下，能跟一些非金屬反響。Si＋O2SiO2Si＋2H2SiH4（不穩(wěn)定）高溫Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3

＋2H2↑Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2F2＝SiF4↑3.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法制得粗硅。

SiO2

＋2CSi（粗硅）＋2CO↑與氯反響：Si＋2Cl2＝SiCl4(溫度為400～500℃)生成的SiCl4液體通過蒸餾，除去其中的硼、砷等雜質。然后用氫氣還原：SiCl4

＋2H2Si＋4HCl高溫六.硅酸硅酸是一種很弱的酸〔酸性比碳酸還弱〕，溶解度很小。由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其他酸反響制得。H2SiO3==SiO2＋H2O現象結論反應式

在試管中參加3-5ml飽和Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴參加稀鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時停止。靜置。仔細觀察現象。滴入酚酞溶液顯紅色，再滴入鹽酸紅色消失，并有透明膠狀物質生成Na2SiO3溶液呈堿性，與酸反響生成了H2SiO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl地殼中某主要元素生產的多種產品在現代高科技中占重要位置，足見化學對現代物質文明的重要作用。例如：①光導纖維的主要成分

②目前應用最多的太陽能電池的光電轉化材料是

③神奇無比的集成電路蕊片的主成分

④用作吸附劑、催化劑的載體的人造分子篩大多是一類為

的化合物⑤寫出工業(yè)上制備該元素的單質及提純的化學方程式二氧化硅半導體硅硅鋁硅酸鹽練習：1、以下物質能與SiO2起反響的是〔〕①濃H2SO4②H2O③鹽酸④HF⑤KOH溶液⑥氧化鈣A、①②⑥B、②④C、④⑤⑥D、③④⑤⑥C2.實驗室現提供以下試劑瓶,①細口磨口塞玻璃瓶瓶②廣口瓶③細口橡皮塞玻璃瓶④棕色廣口瓶⑤細口塑料瓶，如果你是實驗室管理員,你將如何存放以下藥品?你的依據是什么?a.二氧化硅______b.氫氧化鈉溶液____c.硝酸銀晶體_____d.氫氟酸___e.濃硫酸____②③④⑤①3.指出以下反響中SiO2所表現的化學性質或作用，在A-E選項中選擇