第3单元 含硅矿物与信息材料(2课时)

1、第三单元第三单元含硅化合物含硅化合物随处可见的含硅化合物及产品随处可见的含硅化合物及产品思考思考: :1 1、看书学习如何将、看书学习如何将硅酸盐硅酸盐用用氧化物氧化物的形式表示？的形式表示？表示方法：表示方法：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 二氧化硅二氧化硅 水水一一.硅酸盐硅酸盐 CaONa2O6SiO2CaNa2Si6O14一一.硅酸盐硅酸盐练习练习1将硅酸钠将硅酸钠(Na2SiO3)改写为氧化物形式：改写为氧化物形式： 2将滑石将滑石Mg3(Si4O10)(OH)2改写为氧化物形式：改写为氧化物形式：将钠长石将钠长石(NaAlSi3O8)改写为氧化物形式

2、：改写为氧化物形式：Na2OSiO23MgO4SiO2H2ONa2OAl2O36SiO2二二. .硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3）性质：可溶于水，性质：可溶于水，水溶液俗称水溶液俗称“水玻璃水玻璃” 用途：建筑用用途：建筑用黏合剂黏合剂，防腐防火防腐防火材料材料水泥水泥陶瓷陶瓷三三.传统的硅酸盐产品传统的硅酸盐产品水水 泥泥原料原料设备设备主要性质主要性质反应条件反应条件水泥水泥成分成分硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙3CaO3CaOSiOSiO2 2、 2CaO2CaOSiOSiO2 2、3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3水水 泥泥 回回 转转 窑窑高温高温水

3、硬性：水硬性：硬化过程是一个复杂硬化过程是一个复杂的物理、化学过程的物理、化学过程石灰石、黏土、辅助原料石灰石、黏土、辅助原料( (包括石膏包括石膏) )石膏的作用石膏的作用：调节水泥的硬化速度：调节水泥的硬化速度几种常见的水泥制品几种常见的水泥制品名名称称水泥水泥砂浆砂浆原原料料水泥水泥沙子沙子 水水用用途途建筑建筑粘合剂粘合剂混凝土混凝土水泥水泥 沙子沙子碎石碎石 建造厂房建造厂房钢筋钢筋混凝土混凝土钢筋钢筋混凝土混凝土建造高楼建造高楼桥梁桥梁 水坝水坝水泥在建筑行业大显身手水泥在建筑行业大显身手水水 泥泥 电电 阻阻水泥水泥 2.玻璃玻璃一种较为透明的固体物质一种较为透明的固体物质,广泛

4、应用广泛应用于建筑物，用来隔风或透光于建筑物，用来隔风或透光.玻玻 璃璃原料原料设备设备成分成分Na2OCaO6SiO2玻璃熔炉玻璃熔炉高温高温纯碱（纯碱（Na2CO3）、石灰石）、石灰石 (CaCO3)、石英、石英(SiO2)(过量过量)主要性质主要性质不是晶体，称作不是晶体，称作玻璃态物质玻璃态物质，无固定熔点，受热软化无固定熔点，受热软化 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 反应原理：反应原理： 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

5、器玻璃如试管等如试管等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光纤玻璃光纤玻璃光导纤维光导纤维：1964年年8月华裔月华裔科学家高锟首先提出用玻科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被璃纤维代替金属导线，被誉为誉为“纤维光学之父纤维光学之父”。比头发丝还细的一对光导比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送纤维上同时传送3万门电话万门电话且中继距离长达且中继距离长达2050Km，保密性能好。，保密性能好。 在原料里加入某些金属氧化在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。使玻璃呈现出特征颜色。 把普通玻璃放在把普通玻璃放

6、在电炉里加热，使它软电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大械强度比普通玻璃大46倍，不易破碎。倍，不易破碎。几种常见玻璃的特性和用途几种常见玻璃的特性和用途用途用途运动器材；微波通讯器材；运动器材；微波通讯器材；汽车、火车的窗玻璃等汽车、火车的窗玻璃等特性特性耐高温、耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震强度大、质轻、抗震 特性特性:膨胀系数小、膨胀系数小、耐酸碱、耐酸碱、强度大、强度大、滤光滤光用途用途化学仪器；高压水化学仪器；高压水银灯、灯壳等银灯、灯壳等特性特性透光性能好、有折透光性能好、有折光性和色散性。光性和色

7、散性。用途用途眼镜镜片；照相机、眼镜镜片；照相机、显微镜、望远镜、显微镜、望远镜、凹凸透镜等光学仪凹凸透镜等光学仪器等器等特性特性耐腐蚀、不怕烧、不耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、导电、不吸水、隔热、吸声吸声用途用途太空飞行员的衣服、太空飞行员的衣服、玻璃钢等玻璃钢等在英语中，在英语中，china是瓷器的意思，将中国称为是瓷器的意思，将中国称为“China”是说中国是瓷器之都。是说中国是瓷器之都。3.陶瓷陶瓷陶瓷的起源陶瓷的起源古代制陶过程古代制陶过程陶瓷陶瓷主要原料：粘土主要原料：粘土（其主要成分为（其主要成分为AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O O）现代

8、陶瓷的应用现代陶瓷的应用陶瓷刀陶瓷刀高速轴承高速轴承氮化硅陶瓷转子氮化硅陶瓷转子陶瓷发热片陶瓷发热片光学陶瓷光学陶瓷硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为称为“硅胶硅胶”。 硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体也可以用作催化剂的载体。.水玻璃不具备的用途是水玻璃不具备的用途是 （ ） A.A.耐酸水泥掺料；耐酸水泥掺料； B.B.木材防腐剂；木材防腐剂；C.C.食品添加剂；食品添加剂； D.D.建筑材料黏合剂。建筑材料黏合剂。. .下列工业生产

9、，用石灰石作为原料的（下列工业生产，用石灰石作为原料的（ ） 用海水为原料生产镁，制硅酸盐水泥，制普通玻用海水为原料生产镁，制硅酸盐水泥，制普通玻璃，冶炼生铁，制漂白粉。璃，冶炼生铁，制漂白粉。A.A. B. B. C.C. D.D.巩固练习巩固练习二氧化硅二氧化硅与与信息材料信息材料一、二氧化硅（一、二氧化硅（ SiOSiO2 2 ）二氧化硅广泛存在于自然界中，石英、水晶、二氧化硅广泛存在于自然界中，石英、水晶、沙子、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。沙子、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。1.存在：存在：石英石英水晶水晶沙子沙子玛瑙玛瑙2.物理性质：物理性质：固体固体熔沸点高熔沸点高不溶于水不溶于水硬

10、度大硬度大联想联想-沙子沙子3.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 2NaOH Na2CO3+H2OCO2 H2OH2CO3不反应不反应SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2 CaO CaSiO3高温高温CO2 CaOCaCO3高温高温 3.空间结构：空间结构：立体网状结构立体网状结构 结构单元：结构单元：正四面体正四面体（1）常用于制造耐高温的化学仪器。）常用于制造耐高温的化学仪器。 4. 4.二氧化硅的用途二氧

11、化硅的用途（2 2）制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃）制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产的生产（3 3）在光学仪器、电子工业等方面广泛应用）在光学仪器、电子工业等方面广泛应用 （4）制石英玻璃，是）制石英玻璃，是光导纤维光导纤维的主要原料的主要原料光导纤维的应用光导纤维的应用（1）光纤通信（光缆）：）光纤通信（光缆）：是利用激光作载波由光导纤维传送信息是利用激光作载波由光导纤维传送信息的有线通信方式。的有线通信方式。(2)医生的好助手：医生的好助手：光导纤维可以用于食道光导纤维可以用于食道胃等深胃等深部探查内窥镜的光学元件和外科部探查内窥镜的光学元件和外科手术激光刀。手术激光刀。 （3

12、）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，装备在潜艇装备在潜艇坦克和飞机上，坦克和飞机上， 用于侦察复杂地形或深层屏蔽的用于侦察复杂地形或深层屏蔽的敌情。敌情。 用硅原子排成的汉字用硅原子排成的汉字“中国中国” 三三. . 硅硅1.1.硅的工业制法硅的工业制法制粗硅：制粗硅：SiO2 + 2C Si + 2CO 高温高温高温高温高温高温高温高温高温高温高温高温硅提纯：硅提纯：Si + 2ClSi + 2Cl2 2 SiCl SiCl4 4（液态）（液态） SiClSiCl4 4 + 2H + 2H2 2 Si + 4HCl Si +

13、 4HCl 灰黑色、有金属光泽、灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硬而脆的固体。熔沸点高，熔沸点高，硬度大，硬度大，难溶于水。难溶于水。 硅晶体的导电性介于硅晶体的导电性介于导体和绝缘体之间，是一导体和绝缘体之间，是一种重要的种重要的半导体半导体材料。材料。硅晶体制品硅晶体制品2.2.物物 理理 性性 质质 3.3.化学性质化学性质（1 1）常温常温下，性质稳定，与氧气、氯气、硝硫酸等下，性质稳定，与氧气、氯气、硝硫酸等都很难反应。都很难反应。（2 2）加热）加热高温高温条件下，与条件下，与氧气、氯气等氧气、氯气等反应。反应。 Si + O2 SiO2 Si + 2Cl2 SiCl4（液态）（

14、液态） 高温高温高温高温高温高温高温高温4.4.硅的用途硅的用途（1 1）用于制造硅芯片、）用于制造硅芯片、集成电路集成电路、晶体、晶体管、硅整流器等半导体器件管、硅整流器等半导体器件集成电路集成电路（2 2）制造太阳能仪器装置）制造太阳能仪器装置（3 3） 制造硅合金制造硅合金. .下列关于硅和二氧化硅的性质叙述中正确下列关于硅和二氧化硅的性质叙述中正确的是的是 （ ） A.A.常温下常温下O O2 2能把能把SiSi氧化成氧化成SiOSiO2 2； B BSiOSiO2 2是酸性氧化物，能与水反应生成硅是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸；酸； C C石英、水晶、海沙的主要成分都是石英、水晶、

15、海沙的主要成分都是SiOSiO2 2； D D硅通常很稳定，不溶于常见的溶液中。硅通常很稳定，不溶于常见的溶液中。巩固练习巩固练习练习：练习：1、下列物质能与、下列物质能与SiO2起反应的是起反应的是 （ ）浓浓H2SO4 H2O 盐酸盐酸 HF KOH溶液溶液 氧化钙氧化钙 A、 B、 C、 D、 C. .要除去要除去SiOSiO2 2中混有的少量杂质中混有的少量杂质CaCOCaCO3 3，最适宜的试剂是，最适宜的试剂是 ( ) ( ) A. A.水水 B.B.盐酸盐酸 C.C.稀硫酸稀硫酸 D.D.氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液。3.3.据据20012001年年1212月有消息报道，有科学家提出硅是月有消息报道，有科学家提出硅是“2121世纪的能源世纪的能源”“”“未来的石油未来的石油”的观点的观点 。假。假如硅作为一种普通使用的新型能源被开发利用，如硅作为一种普通使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的关于