含硅矿物与信息材料(苏教版必修1).ppt

第三单元含硅矿物与信息材料 随处可见的含硅化合物及产品 1 硅元素 silicon 在地壳中的含量 一 硅的存在 2 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石 沙子和土壤 二 硅酸盐及其产品 1 硅酸盐组成的表示方法 硅酸盐的种类多 结构很复杂 其组成表示方法一般有两种 1 盐化学式法 如 硅酸钠Na2SiO3 硅酸钙CaSiO3等 此法一般用于组成较简单的硅酸盐 2 氧化物法 也是常用的方法 金属氧化物写在前面 再写SiO2 最后写H2O 氧化物之间用 隔开 对于复杂的硅酸盐 通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成 练习 把下列式子改写成氧化物的形式1 蛇纹石 H4Mg3Si2O92 钙长石 CaAl2SiO63 石棉 CaMg3Si4O124 长石 KAlSi3O85 普通玻璃 CaNa2Si6O146 黏土 Al2 Si2O5 OH 4 CaO 3MgO 4SiO2 K2O Al2O3 6SiO2 CaO Na2O 6SiO2 Al2O3 2SiO2 2H2O 3MgO 2SiO2 2H2O CaO Al2O3 SiO2 2 硅酸盐的性质 1 Na2SiO3的性质 Na2SiO3俗称 泡花碱 其水溶液俗称 水玻璃 水玻璃是一种无色粘稠的液体 显碱性 易吸收空气中的CO2生成硅酸沉淀 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 硅酸钠要密封保存且不能用玻璃塞试剂瓶 用途 粘合剂 防腐剂 防火剂 2 三大硅酸盐产品 陶瓷 水泥 玻璃 t 1 陶瓷 陶器的制作工序 2 水泥的制备 a 原料 粘土 SiO2 石灰石 石膏 适量 b 设备 水泥回转窑c 条件 高温锻烧d 成分 CaSiO3 SiO2E 主要反应 CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 加入石膏的作用 调节水泥的硬化速度 水泥回转窑 雄伟的体育馆 让人骄傲的三峡工程 世贸大厦 3 玻璃 A 原料 纯碱 石灰石 过量石英 SiO2 B 设备 玻璃熔炉C 条件 高温熔融D 成分 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2E 主要反应 Na2CO3 SiO2 Na2SiO3 CO2 CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 F 种类 普通玻璃 钢化玻璃 有色玻璃 光学玻璃 防弹玻璃 铅玻璃等 三 二氧化硅 SiO2 二氧化硅广泛存在于自然界中 与其他矿物共同构成了岩石 天然二氧化硅也叫硅石 是一种坚硬难熔的固体 1 存在 硅石 结晶形 石英 无定形 硅藻土 水晶 玛瑙 石英制品 水晶 水晶制品 玛瑙 2 物理性质 固体熔沸点比较高不溶于水硬度比较大 联想沙子 3 结构 SiO2是正四面体的空间网状结构 因此性质很稳定 4 化学性质 联想CO2 均属于酸性氧化物 CO2 CaO CaCO3 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 H2O H2CO3 不反应 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O SiO2 4HF SiF4 2H2O A 酸性氧化物 B 氧化性 C 与盐反应 D 亲氟性 雕刻玻璃 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 氢氟酸是唯一可以与之反应的酸 玻璃中含有SiO2 利用以上的反应可用来刻蚀玻璃 玻璃镜等玻璃上的图案就是利用HF和SiO2反应的原理 1 为什么在实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞 2 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸 3 某同学根据SiO2既可与碱反应 也能与氢氟酸反应 推断SiO2为两性氧化物 是否正确 想一想 5 用途 制光导纤维 电子工业重要部件 光学仪器 耐高温化学仪器 利用石英晶体制造石英电子表 石英钟等 光学纤维胃镜 二氧化硅的用途 练习 1 下列物质能与SiO2起反应的是 浓H2SO4 H2O 盐酸 HF KOH溶液 氧化钙A B C D C 2 实验室现提供下列试剂瓶 细口磨口塞玻璃瓶瓶 广口瓶 细口橡皮塞玻璃瓶 棕色广口瓶 细口塑料瓶 如果你是实验室管理员 你将如何存放下列药品 你的依据是什么 a 二氧化硅 b 氢氧化钠溶液 c 硝酸银晶体 d 氢氟酸 e 浓硫酸 3 指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用 在A E选项中选择正确答案填入括号内 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O SiO2 2C 高温 Si 2CO SiO2 3C 高温 SiC 2CO SiO2 4HF SiF4 2H2O A 作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B 弱氧化性C 酸性氧化物的通性D 未参加氧化还原反应 CBDA 四 硅 1 物理性质 硅有晶体硅和无定形硅两种 晶体硅是灰黑色 有金属光泽 硬而脆的固体 硅的结构类似于金刚石 熔点和沸点都很高 硬度大 导电性介于导体和绝缘体之间 既不易失去电子 也不易得到电子 2 结构 3 化学性质 常温下 化学性质不活泼 除氟气 氢氟酸和强碱外 硅不跟其他物质 如氧气 氯气 硫酸 硝酸等 起反应 在加热条件下 能跟一些非金属反应 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 Si 4HF SiF4 2H2 4 硅的工业制法 与氯反应 Si 2Cl2 SiCl4 温度为400 500 5 硅的用途 硅是一种重要的非金属单质 它的用途非常广泛 作为良好的半导体材料 硅可用来制造集成电路 晶体管 硅整流器等半导体器件 还可以制成太阳能电池 可制成有良好导磁性 耐酸性的合金 晶体管 集成电路 卫星的翅膀 汽车的尾巴 在太阳能方面的利用 五 硅酸 硅酸是一种很弱的酸 酸性比碳酸还弱 溶解度很小 由于SiO2不溶于水 所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得 用途 可作干燥剂和催化剂的载体 在试管中加入3 5ml饱和Na2SiO3溶液 滴入1 2滴酚酞溶液 再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸 边加边振荡 至溶液红色变浅并接近消失时停止 静置 仔细观察现象 滴入酚酞溶液显红色 再滴入盐酸红色消失 并有透明胶状物质生成 Na2SiO3溶液呈碱性 与酸反应生成了H2SiO3 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置 足见化学对现代物质文明的重要作用 例如 光导纤维的主要成分 目前应用最多的太阳能电