硅酸盐、硅单质

1、二、硅酸盐二、硅酸盐1、定义：由硅、氧和金属组成的化合物的总称。、定义：由硅、氧和金属组成的化合物的总称。2、性质：、性质：大多不溶于水大多不溶于水，化学性质稳定。，化学性质稳定。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 + 二氧化硅二氧化硅 + 水水3、表示方法：（、表示方法：（P77 资料卡片）资料卡片）高岭高岭Al2(Si2O5)(OH)4正长石正长石KAlSi3O8矿青石棉矿青石棉Na2Fe5Si8H2O24Al2O32SiO22H2OK2OAl2O36SiO2Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O注意：注意：金属活动性由强到弱金属活动性由强到弱 变价金属

2、低价前，高价后变价金属低价前，高价后4、硅酸钠硅酸钠 Na2SiO3探究步骤探究步骤观察现象观察现象探究结论探究结论 实验实验4-2：取两个小木：取两个小木条，分别放入蒸馏水和条，分别放入蒸馏水和Na2SiO3 溶液中浸透，取溶液中浸透，取出在酒精灯外焰加热，观出在酒精灯外焰加热，观察现象。察现象。Na2SiO3不易燃烧，不易燃烧，可作防火可作防火剂剂放入水中的木放入水中的木条水分蒸发后条水分蒸发后燃烧，放入燃烧，放入 Na2SiO3中的不中的不燃烧燃烧 化学性质：化学性质：a 与酸反应：与酸反应：Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3b 与盐反应：与盐反应：Na2Si

3、O3 + CaCl2 = 2NaCl + CaSiO3思考与讨论思考与讨论: : Na2SiO3溶液在空气中久置会出现什么现溶液在空气中久置会出现什么现象？原因？象？原因？ 用途：用途：肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂等肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂等 物理性质：白色固体，可溶于水，水溶液俗称物理性质：白色固体，可溶于水，水溶液俗称水玻水玻璃璃，无色粘稠，可制备硅胶和木材防火剂。，无色粘稠，可制备硅胶和木材防火剂。无机非金属材料无机非金属材料新型无机非金属材料新型无机非金属材料传统无机非金属材料传统无机非金属材料陶陶瓷瓷玻玻璃璃水水泥泥（新型陶瓷）（新型陶瓷）（硅酸盐产品）（硅酸盐产品）高温结构陶瓷

4、高温结构陶瓷压电陶瓷压电陶瓷透明陶瓷透明陶瓷超导陶瓷超导陶瓷 特殊含硅化合物特殊含硅化合物碳化硅碳化硅SiC，俗名金刚砂，俗名金刚砂 ，具有，具有与金刚石类似的空间网状结构，硬度大，熔点高。与金刚石类似的空间网状结构，硬度大，熔点高。 玻璃玻璃主要成分：主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （Na2OCaO6SiO2） Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2主要原料：纯碱、石灰石和石英主要原料：纯碱、石灰石和石英 主要设备：玻璃窑主要设备：玻璃窑 水泥水泥主要原料：粘土和石灰石、石膏适量（主要原料：粘土和石灰

5、石、石膏适量（调节水泥硬化速度）调节水泥硬化速度）主要成分：主要成分： 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主要设备：水泥回转窑主要设备：水泥回转窑 陶瓷陶瓷主要原料：主要原料：黏黏土土 高温高温碳化硅碳化硅(金刚砂金刚砂,SiC)：硬度大：硬度大硅钢硅钢：高导磁性：高导磁性硅橡胶硅橡胶：良好的弹性：良好的弹性分子筛分子筛：吸附剂、催化剂：吸附剂、催化剂 分子筛分子筛具有均匀微孔结构的铝硅酸盐具有均匀微孔结构的铝硅酸盐新型无机非金属材料：新型无机非金属材料：新型陶瓷新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷

6、透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等高温结构陶瓷高温结构陶瓷 氧化铝陶瓷（人造氧化铝陶瓷（人造刚刚玉）玉）是一种极有前途的高温结构材是一种极有前途的高温结构材料。它的熔点很高，可作高级料。它的熔点很高，可作高级耐火材料耐火材料，如坩埚、高温，如坩埚、高温炉管等。利用氧化铝炉管等。利用氧化铝硬度大硬度大的优点，可以制造在实验室的优点，可以制造在实验室中使用的中使用的刚玉磨球机刚玉磨球机，用来研磨比它硬度小的材料。用，用来研磨比它硬度小的材料。用高纯度的原料，使用先进工艺，还可以使氧化铝陶瓷变高纯度的原料，使用先进工艺，还可以使氧化铝陶瓷变得透明，可制作高压钠灯的灯管。得透明，可制作高压钠灯的

7、灯管。 氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷也是一种重要的结构材料，它是一种也是一种重要的结构材料，它是一种超硬超硬物物质，密度小、本身具有润滑性，并且耐磨损，除氢氟酸质，密度小、本身具有润滑性，并且耐磨损，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强；高温时也外，它不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强；高温时也能抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到能抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到10001000以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。正是氮以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。正是氮化硅具有如此良好的特性，人们常常用它来制造轴承、化硅具有如此良好的特性，人们常常用它来制造轴承、汽轮机叶

8、片、机械密封环、永久性模具等汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件机械构件。 生物陶瓷生物陶瓷人造骨人造骨三、硅单质三、硅单质1、存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。、存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。2、物理性质：物理性质：晶体硅的结构类似于金刚石，晶体硅的结构类似于金刚石，熔点熔点(1410)高，硬而脆。高，硬而脆。3、化学、化学性质：性质：常温下硅单质的化学性质不活泼常温下硅单质的化学性质不活泼导电性介于导体和绝缘体之间。导电性介于导体和绝缘体之间。3 3、化学性质：、化学性质：不活泼不活泼(1)(1)常温常温下：与下：与F2、HF、NaOH反反应应注：与酸（除注：与酸（除HFHF）不反

9、应，其它氧化剂，如）不反应，其它氧化剂，如ClCl2 2、O O2 2、H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3等常温下都不与硅起反应。等常温下都不与硅起反应。 (2) (2)加热加热时：与时：与（O2、Cl2、C）反应反应Si+OSi+O2 2=SiO=SiO2 24 4、用途：、用途：半导体材料半导体材料 Si+2F Si+2F2 2 = SiF= SiF4 4Si+4HF = SiFSi+4HF = SiF4 4+2H+2H2 2 Si + 2NaOH + HSi + 2NaOH + H2 2O = NaO = Na2 2SiOSiO3 3 + 2H + 2H2 2 工业上，用工业上，用焦炭在高温下焦炭在高温下还原石英砂可还原石英砂可制得粗硅制得粗硅，又又能跟氯气反应能跟氯气反应经提纯得到经提纯得到 SiCl4后再用后再用氢气还原制得氢气还原制得纯硅：纯硅：硅的工业制备硅的工业制备硅单硅单质质SiO22CSi(粗粗)2CO Si(粗粗)2Cl2SiCl4 SiCl42H2Si(纯纯)4HCl 高温高温用途用途 晶体硅的导电性介于导体和半导体之间晶体硅的导