含硅礦物與信息材料用

1、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(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構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤,一.硅酸鹽的表示方法,1、鹽化學(xué)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

2、開。,練習(xí)：把下列式子改寫成氧化物的形式1、鈣長石：CaAl2SiO62、長石：KAlSi3O83、普通玻璃： CaNa2Si6O14,K2O·Al2O3·6SiO2,CaO·Na2O·6SiO2,CaO·Al2O3·SiO2,二、 硅酸鈉的性質(zhì) (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

3、中的CO2生成硅酸沉淀。,Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl,Na2SiO3 + 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(chǎn)品：陶瓷、水泥、玻璃,t,1、水泥的制備：,a.原料：粘土(SiO2 )、石灰石、石膏（適量）b.設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯c.條件：高溫鍛燒d.成分： CaSiO3 、SiO2

4、 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑ 加入石膏的作用：調(diào)節(jié)水泥的硬化速度,水泥回轉(zhuǎn)窯,雄偉的體育館,讓人驕傲的三峽工程,世貿(mào)大廈,2、玻璃,A.原料：純堿、石灰石、過量石英（SiO2)B.設(shè)備：玻璃熔爐C.條件：高溫熔融D.成分： Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2E.主要反應(yīng)：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑

5、 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑F.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,,（1）普通玻璃（Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2） 　　（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SiO2） 　　（3）鋼化玻璃（與普通玻璃成分相同） 　?。?）鉀玻璃（K2O、CaO、SiO2）&#

6、160;　?。?）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。Cu2O——紅色；CuO——藍(lán)綠色；CdO——淺黃色；CO2O3——藍(lán)色；Ni2O3——墨綠色；MnO2——紫色；膠體Au——紅色；膠體Ag——黃色） 　?。?）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） 　?。?）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

7、AgCl、AgBr等，再加入極少量的敏化劑，如CuO等，使玻璃對光線變得更加敏感） 　?。?）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） 　?。?0）防護(hù)玻璃（在普通玻璃制造過程加入適當(dāng)輔助料，使其具有防止強光、強熱或輻射線透過而保護(hù)人身安全的功能。如灰色——重鉻酸鹽，氧化鐵吸收紫外線和部分可見光；藍(lán)綠色——氧化鎳、氧化亞鐵吸收紅外線和部分可見光；鉛玻璃——氧化鉛吸收X射線和r射線；暗藍(lán)

8、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）。 　?。?2）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） 　?。?3）玻璃絲（即長玻璃纖維） 　?。?4）玻璃鋼（由環(huán)氧樹脂與玻璃纖

9、維復(fù)合而得到的強度類似鋼材的增強塑料） 　?。?5）玻璃紙（用粘膠溶液制成的透明的纖維素薄膜） 　?。?6）水玻璃（Na2SiO3）的水溶液，因與普通玻璃中部分成分相同而得名） 　　（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） 　?。?8）螢石（氟石）（無色透明的CaF2，用作光學(xué)儀器中的棱鏡和透光鏡） 　?。?9）有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）,3、陶瓷,3、

10、陶瓷：,,,主要原料,生產(chǎn)過程,反應(yīng)條件,種類,粘土,,①混合 ②成型 ③干燥 ④燒結(jié) ⑤冷卻,,高溫,,土器 陶器 瓷器,,,陶器的制作工序,硅石,結(jié)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(zhì)：,固體熔沸點比較高不溶于水硬度比較大,聯(lián)想沙子,2.化學(xué)性質(zhì)：,聯(lián)想CO2,均屬于酸性氧化物,CO2 ＋ CaO＝CaCO3,CO2 ＋2NaOH＝

11、Na2CO3+H2O,CO2 ＋ H2O＝H2CO3,不反應(yīng),SiO2 ＋2NaOH＝ Na2SiO3+H2O,SiO2 + 4HF =SiF4 ↑+ 2H2O,A.酸性氧化物,B.氧化性,C.與鹽反應(yīng),D.親氟性,（雕刻玻璃）,SiO2 ＋2NaOH＝Na2SiO3+H2O,3.用途：,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表、石英鐘等。,光學(xué)纖維胃鏡,二氧化硅的用途,瑪瑙,

12、五.硅,1、物理性質(zhì),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(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。,2.化學(xué)性質(zhì),常溫下，化學(xué)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、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)。,,Si＋2NaOH ＋ H2O ＝ Na2SiO3 ＋ 2H2↑Si ＋ 4HF ＝ SiF4 ↑ ＋ 2H2 ↑Si ＋ 2F2

13、＝ SiF4 ↑,3.硅的工業(yè)制法,與氯反應(yīng)：Si ＋2Cl2 ＝ SiCl4(溫度為400～500℃),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應(yīng)制得。,在試管中加入3-5ml飽和Na2SiO3溶液，滴入1-2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消失時停止。靜置。仔細(xì)觀察現(xiàn)象。,滴入酚酞溶液顯紅色，再滴入鹽酸紅色消失，并有

14、透明膠狀物質(zhì)生成,Na2SiO3溶液呈堿性，與酸反應(yīng)生成了H2SiO3,Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl,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)文明的重要作用。例如：①光導(dǎo)纖維的主要成分 ②目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是 ③神奇無比的集成電路蕊片的

15、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(zhì)及提純的化學(xué)方程式,二氧化硅,半導(dǎo)體硅,硅,鋁硅酸鹽,練習(xí)：,1、下列物質(zhì)能與SiO2起反應(yīng)的是 （ ）①濃H2SO4 ②H2O ③鹽酸 ④HF

16、 ⑤KOH溶液 ⑥氧化鈣 A、①②⑥ B、②④ C、④⑤⑥ D、③④⑤⑥,C,2.實驗室現(xiàn)提供下列試劑瓶, ①細(xì)口磨口塞玻璃瓶瓶②廣口瓶③細(xì)口橡皮塞玻璃瓶④棕色廣口瓶⑤細(xì)口塑料瓶，如果你是實驗室管理員,你將如何存放下列藥品?你的依據(jù)是什么?a.二氧化硅______ b.氫氧化鈉溶液____c.硝酸銀晶體_____

17、d.氫氟酸___e.濃硫酸____,②,③,④,⑤,①,3.指出下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在A-E選項中選擇正確答案填入括號內(nèi)。①SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O ( )②SiO2+2C=高溫=Si+2CO? ( )③SiO2+3C=高溫=SiC+2CO? ( )④SiO2+4HF==SiF4 ? +2H2O (