硅酸盐矿物和硅酸盐产品PPT课件

1、硅的氧化物及硅酸盐硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上以上。第第1页页/共共44页页页岩页岩滑石滑石云母云母白云石白云石一、硅酸盐矿物一、硅酸盐矿物砂岩砂岩第第2页页/共共44页页一、硅酸盐矿物一、硅酸盐矿物锆石锆石ZrSiO4红柱石红柱石Al2SiO5钙铝石榴子石钙铝石榴子石Ca3Al2Si3O12镁橄榄石镁橄榄石Mg2SiO4和田玉和田玉CaCa2 2MgMg5 5(OH)(OH)2 2(Si(Si4 4O O1111) )2 2 第第3页页/共共44页页硅酸盐种类很多，组成和结构也很复杂，硅酸

2、盐种类很多，组成和结构也很复杂，为了方为了方便，便，用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。活泼金属氧化物活泼金属氧化物不活泼金属氧化物不活泼金属氧化物SiOSiO2 2H H2 2O ONa2OCaO6SiO2硅酸钠：硅酸钠： Na2SiO3 Na2OSiO2石棉：石棉：CaMg3Si4O12长石：长石：KAlSi3O8普通玻璃：普通玻璃： CaNa2Si6O14CaO3MgO4SiO2K2OAl2O36SiO2第第4页页/共共44页页用氧化物形式表示硅酸盐用氧化物形式表示硅酸盐一、硅酸盐矿物一、硅酸盐矿物高岭土高岭土Al2Si2O5(OH)4白云母白云

3、母K2Al6Si6(OH)8O18钾长石钾长石KAlSi3O8Al2O3 2SiO2 2H2OK2O 3Al2O3 6SiO2 4H2OK2O Al2O3 6SiO2第第5页页/共共44页页二、硅酸盐性质二、硅酸盐性质NaNa2 2SiOSiO3 3白色晶体，能溶于水，是少数可溶性硅酸盐白色晶体，能溶于水，是少数可溶性硅酸盐之一之一, , 它的水溶液俗称水玻璃、泡花碱。它的水溶液俗称水玻璃、泡花碱。水玻璃是无色粘稠液水玻璃是无色粘稠液体，是一种体，是一种矿物胶矿物胶, ,它既它既不能燃烧又不易受腐蚀不能燃烧又不易受腐蚀, ,在建筑工业上可用作在建筑工业上可用作粘粘合剂合剂等。木材浸过水玻等。木

4、材浸过水玻璃后璃后, ,具有具有防腐性能防腐性能且不且不易着火。水玻璃还可用易着火。水玻璃还可用作作耐火材料耐火材料。软木塞软木塞第第6页页/共共44页页NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl+2HCl 2NaCl + H2NaCl + H2 2SiOSiO3 3NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O NaO Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3【已知已知】硅酸是弱酸，且酸性比碳酸弱，硅酸是弱酸，且酸性比碳酸弱，你能写出硅酸钠与二氧化碳和水反应吗？你能写出硅酸钠与二氧化碳和水反应吗？ 你能写出硅酸钠与稀盐酸反应吗？你能写出硅酸钠与稀盐酸反应吗

5、？NaNa2 2SiOSiO3 3+2CO+2CO2 2+2H+2H2 2O O 2NaHCO2NaHCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3第第7页页/共共44页页三、硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃三、硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃t第第8页页/共共44页页性能性能水泥具有水泥具有水硬性水硬性原料原料石灰石、粘土石灰石、粘土生产过程生产过程普通水泥的成分普通水泥的成分硅酸三钙硅酸三钙 3CaOSiO2硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3 高温煅烧高温煅烧(水泥回转窑水泥回转窑)成品成品加加入入石石膏膏发生复杂的物发生复杂的物理和化学变化理和化学变化第第9页页/共共

6、44页页水泥回转窑水泥回转窑第第10页页/共共44页页原料原料纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英原理原理Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形成熔合在一起而形成在玻璃态物质（或者在玻璃态物质（或者Na2OCaO6SiO2）Na2CO3+ SiO2 = Na2SiO3 + CO2高温高温CaCO3+ SiO2 = CaSiO3 + CO2高温高温普通玻璃的成分普通玻璃的成分设备：玻璃窑设备：玻璃窑第第11页页/共共44页页几种常见玻璃简介几种常见玻璃简介普通玻璃普通玻璃因混有铁的化合物显浅绿色因混有铁的化合物显浅绿色蓝玻璃蓝玻璃红玻璃红玻璃化学仪器玻璃化学仪器玻璃如试管等如试管等

7、光学仪器玻璃光学仪器玻璃如放大镜如放大镜钢化玻璃钢化玻璃 在原料里加入某些金在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。呈现出特征颜色。把普通玻璃放在电把普通玻璃放在电炉里加热，使它软炉里加热，使它软化，然后急速冷却，化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻机械强度比普通玻璃大璃大46倍，不倍，不易破碎。易破碎。第第12页页/共共44页页钢化玻璃钢化玻璃第第13页页/共共44页页原料原料粘土粘土工艺流程工艺流程粘粘土土混混合合成成型型干干燥燥烧烧结结成成品品冷冷却却种类种类土器、陶器、瓷器、炻器土器

8、、陶器、瓷器、炻器、釉釉发生复杂的物发生复杂的物理和化学变化理和化学变化第第14页页/共共44页页第第15页页/共共44页页景德镇传统名瓷之一的薄胎瓷景德镇传统名瓷之一的薄胎瓷第第16页页/共共44页页新型陶瓷新型陶瓷人造骨人造骨生物陶瓷生物陶瓷第第17页页/共共44页页透明陶瓷：透明陶瓷：第第18页页/共共44页页随堂检测随堂检测1普通玻璃是普通玻璃是 （混合物、纯净物）（混合物、纯净物） ，没有固定没有固定 。制做普通玻璃发生的化学方。制做普通玻璃发生的化学方式式为式式为 。2制水泥和玻璃时都需要用的原料是（制水泥和玻璃时都需要用的原料是（ ）A粘土粘土 B石英石英 C石灰石石灰石 D纯碱

9、纯碱第第19页页/共共44页页二氧化硅与信息材料二氧化硅与信息材料第第20页页/共共44页页一、二氧化硅一、二氧化硅 （ SiOSiO2 2 ）二氧化硅广泛存二氧化硅广泛存在于自然界中，在于自然界中，与其他矿物共同与其他矿物共同构成了岩石。天构成了岩石。天然二氧化硅也叫然二氧化硅也叫硅石，是一种坚硅石，是一种坚硬难熔的固体。硬难熔的固体。1.存在：存在：第第21页页/共共44页页硅石硅石结晶形（石英）结晶形（石英）无定形（硅藻土）无定形（硅藻土）水晶水晶玛瑙玛瑙石石 英英 制制 品品第第22页页/共共44页页水水晶晶第第23页页/共共44页页第第24页页/共共44页页玛玛瑙瑙第第25页页/共共

10、44页页第第26页页/共共44页页2.物理性质：物理性质：固体固体熔沸点比较高熔沸点比较高不溶于水不溶于水硬度比较大硬度比较大联想联想-沙子沙子熔点高熔点高(1723)，沸点高沸点高(2230)，第第27页页/共共44页页4.化学性质：化学性质：二氧化碳二氧化碳CO2二氧化硅二氧化硅SiO2物质分类物质分类与碱性氧与碱性氧化物反应化物反应与碱反应与碱反应与水反应与水反应联想联想CO2均属于酸性氧化物均属于酸性氧化物CO2 CaOCaCO3CO2 2NaOH Na2CO3+H2OCO2 H2OH2CO3不反应不反应SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2 CaO CaSiO3高温高温

11、第第28页页/共共44页页SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2OSiO2 CaO CaSiO3高温高温SiO22C Si 2CO高温高温SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 高温高温A.酸性氧化物酸性氧化物B.氧化性氧化性C.与盐反应与盐反应D.亲氟性亲氟性SiO2 +Na2CO3 Na2SiO3 + CO2高温高温（SiO2 2NaOHNa2SiO3+H2O第第29页页/共共44页页1. 为什么在实验室中盛放为什么在实验室中盛放NaOH 溶液的试剂瓶溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？用橡皮塞而不用玻璃塞？ 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟

12、酸？第第30页页/共共44页页5.用途：用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、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耐高温化学仪器。利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。表、石英钟等。光学纤维胃镜光学纤维胃镜第第31页页/共共44页页二氧化硅的用途二氧化硅的用途第第32页页/共共44页页二氧化硅制取硅：二氧化硅制取硅：SiO2+2C=Si+2CO高温高温粗硅提纯：粗硅提纯：Si+2Cl2=SiCl4高温高温SiCl4+2H2=Si+4HCl高温高温气体气体第第33页页/共共44页页1、物理性质物理性质 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而晶体硅是灰

13、黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，脆的固体，熔点、沸点高熔点、沸点高。 导电性导电性介于导体和绝缘体之间介于导体和绝缘体之间半导体。半导体。二、二、 硅（硅（SiSi）第第34页页/共共44页页2.化学性质化学性质 常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟常温下，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，气、硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟一些非金属反应。能跟一些非金属反应。Si O2 SiO2Si 2H2 SiH4（不稳定）（不稳定）高温Si2NaOH H2O Na2SiO3 2H2Si

14、4HF SiF4 2H2 第第35页页/共共44页页3.硅的用途：硅的用途： 作为良好的半导体材料，硅可用来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，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。可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。第第36页页/共共44页页晶体管晶体管集成电路集成电路第第37页页/共共44页页在太阳能方面的利用在太阳能方面的利用第第38页页/共共44页页三、硅酸三、硅酸 硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解度很小。由于溶解度很小

15、。由于SiOSiO2 2不溶于水，所以硅酸是不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。H2SiO3=SiO2H2O第第39页页/共共44页页第第40页页/共共44页页1.1.下列变化中，不可能通过一步反应实下列变化中，不可能通过一步反应实现的是（现的是（ ）A ASiOSiO2 2 Na Na2 2SiOSiO3 3 B BSiOSiO2 2HH2 2SiOSiO3 3 C CCuSOCuSO4 4CuClCuCl2 2 D DCu(OH)Cu(OH)2 2CuCu巩固练习巩固练习BD第第41页页/共共44页页2.2.加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ） A.A.石英坩埚石英坩埚 B.B.普通玻璃坩埚普通玻璃坩埚 C.C.铁坩埚铁坩埚 D.D.陶瓷坩埚陶瓷坩埚C C巩固练习巩固练习第第42页页/共共44