含硅礦物與信息材料 省賽獲獎(jiǎng)

第三單元含硅礦物與信息材料1.硅元素(silicon)在地殼中的含量一.硅的存在

2、硅酸鹽礦物

硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，在自然界分布極廣。鋯石紅柱石石榴子石鎂橄欖石ZrSiO4Al2SiO5Ca3Al2Si3O12Mg2SiO4多數(shù)難溶于水通常以氧化物形式來(lái)表示其組成二、硅酸鹽——硅酸鈉（1）化學(xué)組成：Na2SiO3（2）物理性質(zhì)：白色晶體，能溶于水，是少數(shù)可溶性硅酸鹽之一,它的水溶液俗稱水玻璃、泡花堿。水玻璃是無(wú)色粘稠液體，是一種礦物膠,它既不能燃燒又不易受腐蝕,在建筑工業(yè)上可用作粘合劑等。木材浸過(guò)水玻璃后,具有防腐性能且不易著火。水玻璃還可用作耐火材料。Na2SiO3+2HCl═2NaCl+H2SiO3↓（3）化學(xué)性質(zhì)：

主要掌握與酸的反應(yīng)向硅酸鈉溶液中滴入鹽酸或通入CO2:

現(xiàn)象：有白色膠狀沉淀生成。Na2SiO3+CO2+H2O═Na2CO3+H2SiO3↓結(jié)論：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱四、三大硅酸鹽產(chǎn)品三大硅酸鹽產(chǎn)品水泥陶瓷普通玻璃主要原料設(shè)備主要成分主要性能黏土、石灰石石膏水泥回轉(zhuǎn)窯硅酸鹽水硬性瓷窯抗氧化、抗酸堿腐蝕，耐高溫、絕緣、易成型

硅酸鹽黏土純堿、石灰石、石英Na2O?CaO?6SiO2玻璃熔爐無(wú)固定熔點(diǎn)，在一定溫度范圍內(nèi)熔化新型功能材料材料用途特點(diǎn)金剛砂作砂輪、砂紙的磨料具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，硬度很大。新型陶瓷用于醫(yī)學(xué)、電子、航天等領(lǐng)域具有優(yōu)越的物理、化學(xué)和生物性能硅橡膠作高彈性絕緣材料既耐高溫又耐低溫分子篩作吸附劑、催化劑等具有均勻的微孔結(jié)構(gòu)五、硅1．物理性質(zhì)：（1）硅是灰色，有金屬光澤的硬而脆的固體固體。（2）它的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔沸點(diǎn)高，硬度大。（3）良好的半導(dǎo)體材料。2.硅的化學(xué)性質(zhì)（1）常溫下，化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(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)。（2）加熱條件下，能跟一些非金屬反應(yīng)。Si+O2==SiO2（3）常溫下能與氟氣（F2）、氫氟（HF）反應(yīng)。Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑+2H2↑硅的用途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(dǎo)體材料，硅可用來(lái)制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可以制成太陽(yáng)能電池，可制成有良好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金。晶體管集成電路芯片衛(wèi)星的翅膀汽車的尾巴在太陽(yáng)能方面的利用六、SiO2的性質(zhì)石英、水晶、瑪瑙、石英砂、硅石、硅藻土等天然存在的二氧化硅瑪瑙水晶沙子日常生活中常見(jiàn)水晶制品瑪瑙：石英鐘：日常生活中常見(jiàn)水晶制品

石英砂：石英砂六、SiO2的性質(zhì)

1、物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)很高，硬度很大，不溶于水。2、化學(xué)性質(zhì)應(yīng)用：制作光學(xué)鏡片，石英坩鍋，光導(dǎo)纖維等化合物化學(xué)性質(zhì)二氧化碳二氧化硅(SiO2)相同點(diǎn)

酸性氧化物與堿性氧化物反應(yīng)與強(qiáng)堿反應(yīng)

與水反應(yīng)CO2+CaO=CaCO3

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O與氫氟酸不反應(yīng)

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O不反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2+CaO=CaSiO3

高溫特殊性(CO2)CO2+H2OH2CO3

2.化學(xué)性質(zhì)（與CO2

的比較）用途：雕刻玻璃與碳反應(yīng)CO2+2C==2CO高溫SiO2+2C==Si+2CO高溫

防止玻璃中的SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成有粘性的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起?！居懻摚?/p>

】

為什么實(shí)驗(yàn)室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？(玻璃中含有SiO2)4.用途：(1)SiO2是制造光導(dǎo)纖維的主要原料。(2)石英制作石英玻璃、石英電子表、石英鐘等。(3)水晶常用來(lái)制造電子工業(yè)的重要部件、光學(xué)儀器、工藝品等。(4)石英砂常用作制玻璃和建筑材料。光導(dǎo)纖維光學(xué)玻璃型材光導(dǎo)纖維的應(yīng)用（1）光纖通信（光纜）：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。(2)醫(yī)生的好助手：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)元件和外科手術(shù)激光刀。（3）在國(guó)防軍事上，可以用光導(dǎo)纖維來(lái)制成纖維光學(xué)潛望鏡，裝備在潛艇﹑坦克和飛機(jī)上，用于偵察復(fù)雜地形或深層屏蔽的敵情。(3)歸納出硅的化學(xué)性質(zhì)。閱讀課文P81最后一段及P82的內(nèi)容，思考以下問(wèn)題:硅元素在自然界中的存在形式,工業(yè)上高純度的硅是如何制取的？(2)單質(zhì)硅的主要物理性質(zhì)？(4)單質(zhì)硅的主要用途。1.硅的工業(yè)制取硅晶片生產(chǎn)硅熔爐SiCl4+2H2=Si+4HCl高溫粗硅在高溫下跟氯氣反應(yīng)生成一種液態(tài)物質(zhì)。經(jīng)蒸餾提純后，再用氫氣還原制得純硅。制取粗硅:高溫SiO2+2C=Si+2CO制取純硅:高溫Si+2Cl2=SiCl4SiSi課堂練習(xí)1、制水泥和玻璃時(shí)都需要用的原料是（）

A、粘土B、石英C、石灰石D、純堿2、下列說(shuō)法不正確的是（）

A、SiO2是酸性氧化物，它不溶于水

B、SiO2是制造玻璃的主要原料之一

C、因高溫時(shí)SiO2與Na2CO3反應(yīng)放出

CO2，所以H2SiO3酸性比H2CO3強(qiáng)

D、CO2通入水玻璃中可得硅酸CC

1.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(jiàn)化學(xué)對(duì)現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如：①半導(dǎo)體材料的主要成分

。②光導(dǎo)纖維的主要成分

。

③神奇無(wú)比的集成電路芯片的主要成分

。④光學(xué)鏡片的主要成分

。⑤光電池的主要材料是

。

二氧化硅

硅

硅硅二氧化硅練習(xí)1.下列變化中，不可能通過(guò)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是（）A．SiO2→Na2SiO3B．SiO2→H2SiO3C．CuSO4→CuCl2D．Cu(OH)2→Cu鞏固練習(xí)BD5、選適當(dāng)試劑或方法除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)）。(1)SiO2(CaCO3)

；(2)SiO2(I2)

；(3)NaCl(SiO2)

；(4)SiO2(H2SiO3)

；(5)Fe2O3(SiO2)

；(6)Si(Fe)

。

稀鹽酸過(guò)濾加熱水過(guò)濾

加熱氫氧化鈉溶液過(guò)濾稀鹽酸過(guò)濾水泥的制作工序玻璃陶瓷陶器的制作工序變色玻璃鋼化玻璃光學(xué)玻璃防火防彈玻璃氮化硅陶瓷制品新型陶瓷制成的人造骨SiO2與CO2性質(zhì)對(duì)比CO2SiO2CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2OCO2＋CaO===CaCO3高溫不與酸反應(yīng)CO2＋H2O＝H2C