人类文明发展史

1、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化 合物的应用与人类文明发展的密切关系。合物的应用与人类文明发展的密切关系。 知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解 二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。 认识单晶硅的使用给现代人类文明进程所带认识单晶硅的使用给现代人类文明进程所带 来的重大影响。激发学生研究、发现新材料来的重大影响。激发学生研究、发现新材料的意的意 识。识。 一、学习目标一、学习目标 硅酸盐矿物与硅酸盐产品硅酸盐矿物与硅酸盐产品1课时课时 二氧化硅与信息材料二氧化硅与信息材料

2、1课时课时 二二、课时建议、课时建议 一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品 1。硅酸盐。硅酸盐 （1）硅酸盐的表示）硅酸盐的表示 活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiOSiO2 2H H2 2O O 2 2将滑石将滑石MgMg3 3(Si(Si4 4O O10 10)(OH) )(OH)2 2 改写改写 为氧化物形式：为氧化物形式： 3MgO4SiO2H2O 1 1将硅酸钠将硅酸钠(Na(Na2 2SiOSiO3 3) )改写为氧化改写为氧化 物形式：物形式： 将钠长石将钠长石(NaAlSi(NaAlSi3 3O O8 8) )改写为氧改写为氧 化物

3、形式：化物形式： Na2OSiO2 Na2OAl2O36SiO2 （2）硅酸钠（）硅酸钠（Na2SiO3）的应用）的应用 硅酸钠的水溶液俗称硅酸钠的水溶液俗称水玻璃水玻璃，常用作，常用作黏合黏合 剂剂、防腐剂防腐剂和和耐火材料。耐火材料。 制备硅酸：制备硅酸： 32322232 SiOHCONa COOHSiONa ？欲证明欲证明CHCH3 3COOHCOOH、H H2 2COCO3 3、H H2 2SiOSiO3 3 的酸性强弱，右图装置的酸性强弱，右图装置A A、B B、C C 中分别应放入何种试剂？产生何中分别应放入何种试剂？产生何 种现象可以证明其酸性顺序？写种现象可以证明其酸性顺序？

4、写 出反应的离子方程式。出反应的离子方程式。 1949194919981998年我国水泥产量示意图年我国水泥产量示意图 2。硅酸盐产品。硅酸盐产品 陶瓷（陶瓷（china） 砖瓦砖瓦 玻璃玻璃 水泥水泥 生产、生活生产、生活 化工生产化工生产 电子工业电子工业 原子能工业原子能工业 宇航事业宇航事业 水泥水泥 主要主要 原料原料 主要主要 设备设备 主要主要 成分成分 性性 质质 应应 用用 粘土粘土 石灰石石灰石 石膏石膏 水水 硬硬 性性 水水 泥泥 回回 转转 窑窑 3CaO3CaOSiOSiO2 2 2CaO2CaOSiOSiO2 2 3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3 水泥沙

5、浆水泥沙浆 混凝土混凝土 钢筋混凝土钢筋混凝土 玻璃玻璃 主要主要 原料原料 主要主要 设备设备 主要主要 成分成分 玻璃窑中发生玻璃窑中发生 的主要反应的主要反应 纯纯 碱碱 石灰石石灰石 石石 英英 玻玻 璃璃 窑窑 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 2 CO 3 SiO 2 Na 2 SiO 3 CO 2 Na高温 2 CO 3 CaSiO 2 SiO 3 CaCO高温 化学分析常用到筛分混合物的化学分析常用到筛分混合物的“筛筛 子子”，如滤纸就是一种筛分固体和液体的，如滤纸就是一种筛分固体和液体的 “筛子筛子”。许多硅酸盐具有多孔的结构，。许多硅酸盐具有多孔的结构， 孔的大小与一

6、般分子的大小相当，而且组孔的大小与一般分子的大小相当，而且组 成不同的硅酸盐的孔径不相同。因此，这成不同的硅酸盐的孔径不相同。因此，这 些硅酸盐具有筛分分子的作用，人们把它些硅酸盐具有筛分分子的作用，人们把它 们称为分子筛们称为分子筛(molecular sieve)(molecular sieve)。 组成为组成为NaNa2 2O OA1A12 2O O3 32SiO2SiO2 2nHnH2 2O O的铝硅的铝硅 酸盐中有许多笼状空穴和通道。这种结构酸盐中有许多笼状空穴和通道。这种结构 使它很容易可逆地吸收或失去水及其他小使它很容易可逆地吸收或失去水及其他小 分子，如二氧化碳、氨、甲醇、乙醇

7、等，分子，如二氧化碳、氨、甲醇、乙醇等， 但它不吸收那些大得不能进入空穴的分子。但它不吸收那些大得不能进入空穴的分子。 分子筛常用于分离、提纯气体或液体混合分子筛常用于分离、提纯气体或液体混合 物，还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂物，还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂 及催化剂栽体等。及催化剂栽体等。 分子筛分子筛 二、二氧化硅与信息材料二、二氧化硅与信息材料 1 1盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶不能用玻璃盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶不能用玻璃 塞。你知道其中的原因吗塞。你知道其中的原因吗? ? 2 2沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在 的二氧化硅。你知道

8、二氧化硅有哪些重要的的二氧化硅。你知道二氧化硅有哪些重要的 应用吗应用吗? ? 3 3当我们在电脑前用鼠标和键盘连接瞬息万变当我们在电脑前用鼠标和键盘连接瞬息万变 的世界时，当我们打开手机与家人、朋友互的世界时，当我们打开手机与家人、朋友互 致问候时，神奇无比的硅片制成的集成电路致问候时，神奇无比的硅片制成的集成电路 在为你提供服务。你知道硅是如何制得的？在为你提供服务。你知道硅是如何制得的？ （一）存在 二氧化硅广泛存在于自然界中，二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、沙子、 石英、水晶、硅藻土石英、水晶、硅藻土等的主要成分都是等的主要成分都是 二氧化硅。二氧化硅。 石英砂石英砂紫水晶紫水晶 水

9、晶 硅藻土 石英砂 （二）结构 二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成 的，晶体中硅原子和氧原子的个数比为的，晶体中硅原子和氧原子的个数比为 1 : 21 : 2 。 （三）物性 二氧化硅熔沸点很高，硬度很大，二氧化硅熔沸点很高，硬度很大， 不溶于水。不溶于水。 （四）化性 （1 1）酸性氧化物的通性）酸性氧化物的通性 O 2 H 3 SiO 2 Na2NaOH 2 SiO 3 CaSiO 高温 CaO 2 SiO （3 3）与氢氟酸反应）与氢氟酸反应 O 2 H 4 SiFHF 2 SiO24 （4 4）弱氧化性）弱氧化性 （2 2）与碳酸盐反应）与碳酸盐反应

10、2 CO 3 CaSiO 3 CaCO 2 SiO高温 COSi C 2 SiO2高温2 （五）用途 （1 1）建筑材料；）建筑材料； （3 3）石英坩埚；）石英坩埚； （4 4）光学镜片，光导纤维；）光学镜片，光导纤维； （2 2）制玻璃的原料；）制玻璃的原料； （5 5）制半导体硅。）制半导体硅。 玛玛 瑙瑙 三、硅三、硅 三、硅三、硅 1。硅的制取。硅的制取 2COSi 高温 2C 2 SiO 4 SiCl 高温 2 2ClSi 4HClSi 2 2H 4 SiCl高温 提示：提示： 2CO C 2 CO高温 2。硅的物理性质。硅的物理性质 3。硅的结构。硅的结构 灰黑色、有金属光泽、硬

11、而脆的固体，灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体， 熔点、沸点高，硬度大的半导体材料。熔点、沸点高，硬度大的半导体材料。 4。硅的化学性质。硅的化学性质 在常温下比较稳定，与氧气、氯气、在常温下比较稳定，与氧气、氯气、 硝酸、硫酸等物质都很难发生反应。硝酸、硫酸等物质都很难发生反应。 Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2 Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4 +2H+2H2 2 Si+2FSi+2F2 2=SiF=SiF4 4 4 SiCl 高温 2 2ClSi 2 SiO 2 OSi 4 SiH 2 2HSi高温 常常

12、 温温 高高 温温 5。硅的用途。硅的用途 3 3陶瓷、玻璃应用的新天地陶瓷、玻璃应用的新天地 当宇宙飞行器完成航天任务返回地球时，它面临着与陨星当宇宙飞行器完成航天任务返回地球时，它面临着与陨星 一样的处境。研究结果表明：当宇宙飞行器的飞行速度等于声一样的处境。研究结果表明：当宇宙飞行器的飞行速度等于声 速的速的3 3倍时，其前端的温度可达倍时，其前端的温度可达330330；当飞行速度等于；当飞行速度等于6 6倍声速倍声速 时，可达时，可达1 4801 480。宇宙飞行器邀游太空归来，到达离地面。宇宙飞行器邀游太空归来，到达离地面6060 70 km70 km的高度时，其速度仍保持在声速的的

13、高度时，其速度仍保持在声速的2020多倍，温度在多倍，温度在10 10 000000以上，这样的高温足以把宇宙飞行器化作一团熊熊的烈火。以上，这样的高温足以把宇宙飞行器化作一团熊熊的烈火。 高速带来了高温，这似乎是一道不可逾越的障碍。人们把这种高速带来了高温，这似乎是一道不可逾越的障碍。人们把这种 障碍称为障碍称为“热障热障”。 怎样使宇宙飞行器克服怎样使宇宙飞行器克服“热障热障”，安全地返回地面呢，安全地返回地面呢? ?科学科学 家在分析了家在分析了“宇宙不速之客宇宙不速之客”陨石后发现，陨石表面虽已陨石后发现，陨石表面虽已 熔融，但里面的化学成分没有变化。这说明陨石在下落过程中，熔融，但里

14、面的化学成分没有变化。这说明陨石在下落过程中， 尽管表面因摩擦生热产生几千度高温而熔融，但由于穿过大气尽管表面因摩擦生热产生几千度高温而熔融，但由于穿过大气 层的时间很短，热量还来不及传到陨石内部。这给科学家以启层的时间很短，热量还来不及传到陨石内部。这给科学家以启 发：让宇宙飞行器的头部戴一顶用烧蚀材料做成的头盔发：让宇宙飞行器的头部戴一顶用烧蚀材料做成的头盔”，把，把 重返大气层时摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔融、气化等重返大气层时摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔融、气化等 一系列物理和化学变化中，一系列物理和化学变化中，“丢卒保车丢卒保车”，达到保护宇宙飞行，达到保护宇宙飞行 器的目的

15、。器的目的。 4 4玻璃微珠的应用玻璃微珠的应用 在茫茫夜色中，如果乘车奔驰在高速公路上，你可能在茫茫夜色中，如果乘车奔驰在高速公路上，你可能 会被这样一种现象所吸引：只见会被这样一种现象所吸引：只见在汽车灯光的直射下，一在汽车灯光的直射下，一 只只橙红色的指示灯不断地闪亮在道路两侧，引导着车辆只只橙红色的指示灯不断地闪亮在道路两侧，引导着车辆 前进；不时还会闪出一块块高架于道路上空的交通标志牌，前进；不时还会闪出一块块高架于道路上空的交通标志牌， 醒目地显示出前方即将到达的地点及所剩里程。可是，当醒目地显示出前方即将到达的地点及所剩里程。可是，当 你回过头往车后望去，却再也看不到这些景象。你

16、回过头往车后望去，却再也看不到这些景象。 是不是有什么自动控制装置将那些指示灯和标志牌的是不是有什么自动控制装置将那些指示灯和标志牌的 灯光熄灭了呢灯光熄灭了呢? ?不是。其实这些指示灯和交通标志牌根本没不是。其实这些指示灯和交通标志牌根本没 有装灯泡，它们是一种定向反光膜。这种定向反光膜能将有装灯泡，它们是一种定向反光膜。这种定向反光膜能将 射向它的光线直接反射回光源处，你亮我也亮，使人们看射向它的光线直接反射回光源处，你亮我也亮，使人们看 起来好像它自己在发光一样。定向反射膜反射回来的光线起来好像它自己在发光一样。定向反射膜反射回来的光线 十分集中，具有强烈的十分集中，具有强烈的“醒目效应

17、醒目效应”，可使驾驶员在夜间，可使驾驶员在夜间 或视野不佳的情况下看清周围情况，确保交通安全。或视野不佳的情况下看清周围情况，确保交通安全。 光纤通信光纤通信是利用激光作载波由光导纤维传送信息的有光纤通信光纤通信是利用激光作载波由光导纤维传送信息的有 线通信方式。目前的光纤通讯，是把声音和图像通过电话机或线通信方式。目前的光纤通讯，是把声音和图像通过电话机或 摄像机变为电信号，再通过光调制机对激光光源进行调制，把摄像机变为电信号，再通过光调制机对激光光源进行调制，把 电信号变为光信号，由光导纤维传到接收端。接收端的激光接电信号变为光信号，由光导纤维传到接收端。接收端的激光接 收机通过光电转换器

18、，把光信号变为电信号，进入电话机或电收机通过光电转换器，把光信号变为电信号，进入电话机或电 视机，重新发送声音和图像。未来的光纤通讯，将直接将声音视机，重新发送声音和图像。未来的光纤通讯，将直接将声音 和图像转换为光信号用光纤进行传输。和图像转换为光信号用光纤进行传输。 光纤通信较之普通电缆通信有许多突出的优点。首先，光光纤通信较之普通电缆通信有许多突出的优点。首先，光 纤通信有巨大的信息容量，纤通信有巨大的信息容量，一根头发丝那么细的光导纤维可以一根头发丝那么细的光导纤维可以 通几万路电话或通几万路电话或2 0002 000路电视。路电视。如果用许多根光导纤维组合成光如果用许多根光导纤维组合

19、成光 缆，它的通信容量更大得惊人。其次，光纤通信不受外界电磁缆，它的通信容量更大得惊人。其次，光纤通信不受外界电磁 场的干扰，工作稳定可靠，保密程度高。第三，光纤通信损耗场的干扰，工作稳定可靠，保密程度高。第三，光纤通信损耗 低，目前无中继传送距离一般为低，目前无中继传送距离一般为303070 km(70 km(而同轴电缆每隔而同轴电缆每隔 1 15 km5 km就需设立一个中继站，来补偿电信号在传输中的损耗就需设立一个中继站，来补偿电信号在传输中的损耗) )， 很适合远距离信息传输。目前，人们已建成大西洋海底光缆很适合远距离信息传输。目前，人们已建成大西洋海底光缆( (全全 长约长约7 00

20、0 km)7 000 km)。计划中的南太平洋光缆。计划中的南太平洋光缆( (全长约全长约16 000 km)16 000 km)也也 正在紧锣密鼓的准备之中。进一步降低光纤损耗，减少中继站正在紧锣密鼓的准备之中。进一步降低光纤损耗，减少中继站 数目，甚至不用中继站，是人们的下一步目标。数目，甚至不用中继站，是人们的下一步目标。 医生的好助手医生的好助手 目前，在医学领域上，普遍使用一种连接着许多光纤的目前，在医学领域上，普遍使用一种连接着许多光纤的胃镜胃镜。这些。这些 光纤并成一束，束中各条光纤的相对位置保持不变。把胃镜插入病人胃里，光纤并成一束，束中各条光纤的相对位置保持不变。把胃镜插入病

21、人胃里， 胃镜接收到的光线沿着这些光纤传到体外。每条光纤中的光仅反映胃中一小胃镜接收到的光线沿着这些光纤传到体外。每条光纤中的光仅反映胃中一小 点的情况，整束光纤中的光就拼合成胃里某一部分的图像。光纤胃镜的光源点的情况，整束光纤中的光就拼合成胃里某一部分的图像。光纤胃镜的光源 是在体外由光纤传进去的，它不产生热辐射，能减轻病人的痛苦。在光导纤是在体外由光纤传进去的，它不产生热辐射，能减轻病人的痛苦。在光导纤 维的一头装上精致小巧的微型镜头，将胃内的情况传到体外拍摄下来或显示维的一头装上精致小巧的微型镜头，将胃内的情况传到体外拍摄下来或显示 在屏幕上。还可以在胃镜光纤中留出空的通道，以插入切取生

22、理切片的镊子。在屏幕上。还可以在胃镜光纤中留出空的通道，以插入切取生理切片的镊子。 因为光纤又细又软，故可将医生用来观察人体内部病变情况的内窥因为光纤又细又软，故可将医生用来观察人体内部病变情况的内窥 镜做得小巧玲珑。胃镜是内窥镜中比较粗的一种，但也只有镜做得小巧玲珑。胃镜是内窥镜中比较粗的一种，但也只有15 mm15 mm左右，其他左右，其他 如食道镜、膀胱镜还要细小得多。可见：光导纤维的应用，使医用内窥镜从如食道镜、膀胱镜还要细小得多。可见：光导纤维的应用，使医用内窥镜从 构造到功能都发生了重要的变化。构造到功能都发生了重要的变化。 近年来，一种近年来，一种激光光纤药头内窥镜碎石系统激光光

23、纤药头内窥镜碎石系统已研制成功。这种系统已研制成功。这种系统 利用胃镜把带有药头的光纤导管送入胃中，然后沿光纤通入激光。激光可以利用胃镜把带有药头的光纤导管送入胃中，然后沿光纤通入激光。激光可以 像引爆雷管一样，使药头炸裂并产生冲击波，击碎胃石，再用胃镜把碎石取像引爆雷管一样，使药头炸裂并产生冲击波，击碎胃石，再用胃镜把碎石取 出。利用该系统已成功地击碎大小为出。利用该系统已成功地击碎大小为8 cm8 cm10 cm10 cm6 cm6 cm的胃石并取出碎石。的胃石并取出碎石。 这种系统还可以用来治疗膀胱结石、输尿管结石和胆结石等疾病。这种系统还可以用来治疗膀胱结石、输尿管结石和胆结石等疾病。

24、 光导纤维在医学上的另一个重要应用是通过微细的光纤将高强度的光导纤维在医学上的另一个重要应用是通过微细的光纤将高强度的 激光输入人体的病变部位，用激光来切除病变部位。这种手术不用切开皮肤激光输入人体的病变部位，用激光来切除病变部位。这种手术不用切开皮肤 和切割肌肉组织，减少了病人的痛苦，而且切割部位准确，手术效果好。和切割肌肉组织，减少了病人的痛苦，而且切割部位准确，手术效果好。 1 1写出下列各组物质中能发写出下列各组物质中能发 生反应的化学方程式。生反应的化学方程式。 (1)Si0(1)Si02 2与纯碱共熔。与纯碱共熔。 (2)CO(2)CO2 2通入通入NaNa2 2SiOSiO3 3

25、溶液。溶液。 (3)Si0(3)Si02 2与大理石共熔。与大理石共熔。 (4)SiO(4)SiO2 2与与NaOHNaOH共热。共热。 3工业上制取粗硅的化学方程式是工业上制取粗硅的化学方程式是 。 4。由。由36 g Si02和和636 g Na2CO3 组成的混合物，在高温下恰好完组成的混合物，在高温下恰好完 全反应生成某种硅酸盐。试通过全反应生成某种硅酸盐。试通过 计算，用氧化物形式写出该硅酸计算，用氧化物形式写出该硅酸 盐的化学式。盐的化学式。 含硅矿物和信息材料含硅矿物和信息材料 单晶硅单晶硅 灰黑色、硬而脆，灰黑色、硬而脆， 有金属光泽的固体，有金属光泽的固体， 熔点、沸点高，半

26、熔点、沸点高，半 导体材料导体材料 硅芯片是各种计算机及电子产品的核心硅芯片是各种计算机及电子产品的核心 太阳能电池太阳能电池 一、硅的化学性质一、硅的化学性质 常温下常温下，化学性质稳定（不与硫酸、盐酸、硝化学性质稳定（不与硫酸、盐酸、硝 酸等反应）只与碱、氟化氢、氟气反应酸等反应）只与碱、氟化氢、氟气反应 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4 +2H2 Si+2Cl2 = SiCl4 Si+O2 = SiO2 Si+2H2 = SiH4(不稳定不稳定) 二、二氧化硅和硅酸二、二氧化硅和硅酸 二氧化硅结构二氧化硅结构 SiO2+H2

27、O 与与碱性氧化物碱性氧化物反反 应应 与水反应与水反应 与与HF的反应的反应： 与与强碱强碱反应：反应： SiO2+4HF=SiF4+2H2O 高温高温 SiO2+CaO = CaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 1 1、二氧化硅的化学性质、二氧化硅的化学性质 制制粗硅粗硅SiO2+2C = Si+2CO（粗硅）（粗硅）（弱氧化性）（弱氧化性） 高温高温 2、硅酸（、硅酸（H2SiO3） 不溶于水酸性比酸还弱。不溶于水酸性比酸还弱。 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +NaCl Na2SiO3+ CO2+H2O=H2SiO3 +Na2CO3 酸性：酸性： H2CO

28、3 H2SiO3 硅酸易形成胶体溶液，浓度较大时，则形成硅硅酸易形成胶体溶液，浓度较大时，则形成硅 酸凝胶，再经脱水，形成硅酸干胶，称为酸凝胶，再经脱水，形成硅酸干胶，称为“硅硅 胶胶”。硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体。硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体 巩固练习巩固练习 C 下列变化中不能一步实现的是下列变化中不能一步实现的是 A、Na2SiO3 H2SiO3 B、H2SiO3 SiO2 C、SiO2 H2SiO3 D、 SiO2 Na2SiO3 三、硅酸盐三、硅酸盐 Na2SiO3K(Al2Si3O10)(OH)2 K2O2Al2O36SiO22H2O Na2OSiO2 要领：要领：两边原

29、子个数守恒两边原子个数守恒， 格式：活泼金属氧化物格式：活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物 SiO2H2O 结构复杂结构复杂 种类繁多用种类繁多用二氧化硅和金属氧化物的二氧化硅和金属氧化物的 形式形式表示其组成表示其组成 如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐 石棉：石棉：CaMg3Si4O12 长石：长石：KAlSi3O8 普通玻璃：普通玻璃： CaNa2Si6O14 3MgOCaO4SiO2 K2OAl2O36SiO2 Na2O CaO6SiO2 巩固练习巩固练习 现代建筑离不开玻现代建筑离不开玻 璃的装饰和采光璃的装饰和采光 雄伟的古建筑离不开陶瓷

30、砖瓦雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦 世界第一大坝世界第一大坝长江三峡大坝使用长江三峡大坝使用 水泥将达水泥将达1 二、玻璃二、玻璃 纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英 设备：设备： 普通玻璃、有色玻璃（如，蓝玻璃、红玻普通玻璃、有色玻璃（如，蓝玻璃、红玻 璃）、石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃。璃）、石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃。 原料：原料： 玻璃窑或玻璃熔炉玻璃窑或玻璃熔炉 原理：原理：NaNa2 2COCO3 3SiOSiO2 2 = Na = Na2 2SiOSiO3 3COCO2 2 高温高温 CaCOCaCO3 3SiOSiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3COCO2 2 高温高温

31、种类：种类： 性质：性质：在一定温度范围内软化在一定温度范围内软化 成分：成分：SiOSiO2 2 、 、NaNa2 2SiOSiO3 3 、 、CaSiOCaSiO3 3 钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然 后加热到接近的软化点，再进行快速均匀的冷却而得到。后加热到接近的软化点，再进行快速均匀的冷却而得到。 钢化处理后玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张钢化处理后玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张 应力，使玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提高，其强度约应力，使玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提高，其强度约 是普通退火玻璃的四倍以上。钢化玻璃破碎

32、后，碎片成是普通退火玻璃的四倍以上。钢化玻璃破碎后，碎片成 均匀的小颗粒并且没有刀状的尖角，国家标准要求钢化均匀的小颗粒并且没有刀状的尖角，国家标准要求钢化 玻璃的破碎后在任意玻璃的破碎后在任意50*50mm内的碎片应大于内的碎片应大于40粒。粒。 因此，使用起来具有一定的安全性。因此，使用起来具有一定的安全性。 古埃及玻璃制品 战国中晚期玻璃璧 满城汉玻璃耳杯 广西贵县出土的玻璃杯 隋李静训墓出土的玻璃圆盒 魏晋南北朝的玻璃钵 网纹玻璃杯 河北定县静志寺出土的 北宋玻璃杯 目前发现的最大的元代玻璃器 清乾隆白地套红玻璃双合瓶 南方玻璃陨石 tektite 硅酸盐产品简介：硅酸盐产品简介： 产

33、品产品主要原料主要原料 主要设备主要设备 反应反应 条件条件 主要反应或主要成分主要反应或主要成分 主要主要 性质性质 水泥水泥粘土、石粘土、石 灰石、灰石、 (石膏石膏)适适 量量 水泥回转水泥回转 窑窑 高温高温 硅酸三钙：硅酸三钙：3CaOSiO2 硅酸二钙：硅酸二钙：2CaOSiO2 铝酸三钙：铝酸三钙：3CaOAl2O3 水硬水硬 性性 玻璃玻璃 纯纯 碱碱 石灰石石灰石 石石 英英 玻璃窑玻璃窑高温高温 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3 +CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+ CO2 成分：成分：Na2SiO3 、 CaSiO3 、SiO2 无无 固定固定 的熔的熔

34、点、点、 沸点沸点 高温高温 高温高温 新型陶瓷新型陶瓷人造骨人造骨 即耐高温又耐低温的硅橡胶制品即耐高温又耐低温的硅橡胶制品 结构陶瓷：结构陶瓷：主要是指发挥其机械、热、化学等性能的一主要是指发挥其机械、热、化学等性能的一 大类新型陶瓷材料，它可以在许多苛刻的工作环境下服役，大类新型陶瓷材料，它可以在许多苛刻的工作环境下服役， 因而成为许多新兴科学技术得以实现的关键。因而成为许多新兴科学技术得以实现的关键。 在空间技在空间技 术领域，制造宇宙飞船需要能承受高温和温度急变、强度术领域，制造宇宙飞船需要能承受高温和温度急变、强度 高、重量轻且长寿的结构材料和防护材料，在这方面，结高、重量轻且长寿

35、的结构材料和防护材料，在这方面，结 构陶瓷占有绝对优势。从第一艘宇宙飞船即开始使用高温构陶瓷占有绝对优势。从第一艘宇宙飞船即开始使用高温 与低温的隔热瓦，碳与低温的隔热瓦，碳-石英复合烧蚀材料已成功地应用于石英复合烧蚀材料已成功地应用于 发射和回收人造地球卫星。发射和回收人造地球卫星。 压电陶瓷：压电陶瓷：你听说过会说话、会唱歌的陶瓷吗？会侦察你听说过会说话、会唱歌的陶瓷吗？会侦察 、会指挥、能诊断、能生电的陶瓷吗？这就是压电陶瓷，、会指挥、能诊断、能生电的陶瓷吗？这就是压电陶瓷， 属于现代功能陶瓷。神奇的压电陶瓷属于现代功能陶瓷。神奇的压电陶瓷-海中海中“雷达雷达”侦察侦察 兵：雷达是用无线

36、电原理对空中目标搜索、定位、导向的兵：雷达是用无线电原理对空中目标搜索、定位、导向的 通讯工具，而在水中不能发挥作用。用压电陶瓷制成的声通讯工具，而在水中不能发挥作用。用压电陶瓷制成的声 纳系统可在水中起到同样的作用。纳系统可在水中起到同样的作用。 透明陶瓷：透明陶瓷： 陶瓷一般是不透光的，由于陶瓷的不透光，使陶瓷的陶瓷一般是不透光的，由于陶瓷的不透光，使陶瓷的 用途受到很多的限制。科学家经过长时间悉心研究后用途受到很多的限制。科学家经过长时间悉心研究后 ，终于在，终于在1957年制成了世界上第一片透光陶瓷。透光年制成了世界上第一片透光陶瓷。透光 陶瓷有着广泛的用途。当透光陶瓷问世后，使高压钠

37、陶瓷有着广泛的用途。当透光陶瓷问世后，使高压钠 灯的研制成功。高压钠灯是一种发光效率很高的电光灯的研制成功。高压钠灯是一种发光效率很高的电光 源，在同样功率下一盏高压钠灯能顶两盏高压汞灯，源，在同样功率下一盏高压钠灯能顶两盏高压汞灯， 且光线柔和、银白，在高压钠灯下看物体不但清楚，且光线柔和、银白，在高压钠灯下看物体不但清楚， 且不刺眼。另外高压钠灯还具有特殊的本领，光线能且不刺眼。另外高压钠灯还具有特殊的本领，光线能 透过浓雾不被散射，作为道路、汽车、广场的用灯特透过浓雾不被散射，作为道路、汽车、广场的用灯特 别合适。别合适。 透明氧化铝陶瓷透明氧化铝陶瓷 超导陶瓷：超导陶瓷： 1973年，

38、人们发现了超导合金年，人们发现了超导合金铌锗合金，其临界超铌锗合金，其临界超 导温度为导温度为23.2K，该记录保持了，该记录保持了13年。年。1986年，设在瑞士年，设在瑞士 苏黎士的美国苏黎士的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧公司的研究中心报道了一种氧化物（镧 钡铜氧）具有钡铜氧）具有35K的高温超导性，打破了传统的高温超导性，打破了传统“氧氧 化物陶瓷是绝缘体化物陶瓷是绝缘体”的观念，引起世界科学界的轰动。此的观念，引起世界科学界的轰动。此 后，科学家们争分夺秒地攻关，几乎每隔几天，就有新的后，科学家们争分夺秒地攻关，几乎每隔几天，就有新的 研究成果出现。研究成果出现。198

39、7年年2月，美国华裔科学家朱经武和中月，美国华裔科学家朱经武和中 国科学家赵忠贤相继在钇钡铜氧系材料上把临界超国科学家赵忠贤相继在钇钡铜氧系材料上把临界超 导温度提高到导温度提高到90K以上，液氮的禁区（以上，液氮的禁区（77K）也奇迹般地）也奇迹般地 被突破了。被突破了。1987年底，铊钡钙铜氧系材料又把临年底，铊钡钙铜氧系材料又把临 界超导温度的记录提高到界超导温度的记录提高到125K。从。从19861987年的短短年的短短 一年多的时间里，临界超导温度竟然提高了一年多的时间里，临界超导温度竟然提高了100K以上，以上， 这在材料发展史，乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹！这在材料发展史，乃

40、至科技发展史上都堪称是一大奇迹！ 生物陶瓷：生物陶瓷： 生物陶瓷指与生物体或生物化学有关的新型陶瓷。生生物陶瓷指与生物体或生物化学有关的新型陶瓷。生 物陶瓷可分为与生物体相关的植入陶瓷和与生物化学物陶瓷可分为与生物体相关的植入陶瓷和与生物化学 相关的生物工艺学陶瓷。前者植入体内以恢复和增强相关的生物工艺学陶瓷。前者植入体内以恢复和增强 生物体的机能，是直接与生物体接触使用的生物陶瓷。生物体的机能，是直接与生物体接触使用的生物陶瓷。 后者用于固定酶、分离细菌和病毒以及作为生物化学后者用于固定酶、分离细菌和病毒以及作为生物化学 反应的催化剂，是使用时不直接与生物体接触的生物反应的催化剂，是使用时不

41、直接与生物体接触的生物 陶瓷。陶瓷。 生生 物物 陶陶 瓷瓷 应应 用用 1、在碳族元素中、在碳族元素中 最高价氧化物的水化物中酸性最强的是（最高价氧化物的水化物中酸性最强的是（ ） 密度最大的金属是（密度最大的金属是（ ）其稳定的价态是（）其稳定的价态是（ ） 硬度最大的是（硬度最大的是（ ） 2、试写出三个能产生氢气的反应（不能用金属），、试写出三个能产生氢气的反应（不能用金属）， 并用双线桥分析。并用双线桥分析。 3、石墨炸弹爆炸时，在方圆几百米范围内撒下、石墨炸弹爆炸时，在方圆几百米范围内撒下 大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏，这大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏，这 是由于石墨能（是由于石墨能（ ） 4、写出以、写出以SiO2为原料制取硅酸的离子反应方程式为原料制取硅酸的离子反应方程式 5、 试用一种试剂可以区