含硅矿物与信息材料(用)

1、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现代的陶瓷制品Vs古老的陶瓷制品紫砂壶陶罐瓷瓶陶瓷芯片陶瓷刀片陶瓷管材青花瓷器 硅的氧化物及硅酸盐硅的氧化物及硅酸盐构成了构成了地壳中大部分的岩石、地壳中大部分的岩石、沙子和土壤沙子和土壤一一.硅酸盐的表示方法硅酸盐的表示方法 1、盐化学式法、盐化学式法如：硅酸钠如：硅酸钠Na2SiO3 、硅酸钙、硅酸钙CaSiO3等。等。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。 2 2、氧化物法、氧化物法( (也是常用的方法也是常用的方法) )金属氧化物写在前面，再写金属氧化物写在前面，再写SiOSiO2 2，最后写，最后写H H2

2、 2O O；氧化物之间用氧化物之间用“”隔开。隔开。例如：例如：Na2SiO3 Na2OSiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O练习：把下列式子改写成氧化物的形式练习：把下列式子改写成氧化物的形式1、钙长石钙长石：CaAl2SiO62、长石：、长石：KAlSi3O83、普通玻璃：、普通玻璃： CaNa2Si6O14K2OAl2O36SiO2 CaONa2O6SiO2CaOAl2O3SiO2 二、二、 硅酸钠的性质硅酸钠的性质 (Na2SiO3) Na2SiO3俗称俗称“泡花碱泡花碱”，其水溶液俗称，其水溶液俗称“水玻水玻璃璃”。水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性，易

3、。水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性，易吸收空气中的吸收空气中的CO2生成硅酸沉淀。生成硅酸沉淀。硅酸钠要密封保存且不能用玻璃塞试剂瓶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、防火剂用途：粘合剂，防腐剂、防火剂三、三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃三、三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃t1、水泥的制备：、水泥的制备：a.原料：粘土原料：粘土(SiO2 )、石灰石、石膏（适量）、石灰石、石膏（适量）b.设备：水泥回转窑设备：水泥回转窑c.条件：高温锻烧条件：高温锻烧d.成分成分： CaSiO3 、SiO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度

4、加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度水泥回转窑水泥回转窑雄伟的体育馆雄伟的体育馆让人骄傲的三峡工程让人骄傲的三峡工程世贸大厦世贸大厦2、玻璃、玻璃A.原料：纯碱、石灰石、过量石英（原料：纯碱、石灰石、过量石英（SiO2)B.设备：玻璃熔炉设备：玻璃熔炉C.条件：高温熔融条件：高温熔融D.成分：成分： Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2E.主要反应：主要反应：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2F.种类：普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光种类：普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等（1）普通玻

5、璃（）普通玻璃（Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或或Na2OCaO6SiO2） （2）石英玻璃（以纯净的石英为主要原料制成的玻璃，成分仅为）石英玻璃（以纯净的石英为主要原料制成的玻璃，成分仅为SiO2） （3）钢化玻璃（与普通玻璃成分相同）钢化玻璃（与普通玻璃成分相同） （4）钾玻璃（）钾玻璃（K2O、CaO、SiO2） （5）硼酸盐玻璃（）硼酸盐玻璃（SiO2、B2O3） （6）有色玻璃在（普通玻璃制造过程中加入一些金属氧化物。）有色玻璃在（普通玻璃制造过程中加入一些金属氧化物。Cu2O红色；红色；CuO蓝绿色；蓝绿色；CdO浅黄色；浅黄色；CO2O3蓝色；蓝色；Ni2O3墨绿色；墨绿

6、色；MnO2紫色；胶体紫色；胶体Au红色；胶体红色；胶体Ag黄黄色）色） （7）变色玻璃（用稀土元素的氧化物作为着色剂的高级有色玻）变色玻璃（用稀土元素的氧化物作为着色剂的高级有色玻璃）璃） （8）光学玻璃（在普通的硼硅酸盐玻璃原料中加入少量对光敏感）光学玻璃（在普通的硼硅酸盐玻璃原料中加入少量对光敏感的物质，如的物质，如AgCl、AgBr等，再加入极少量的敏化剂，如等，再加入极少量的敏化剂，如CuO等，使玻等，使玻璃对光线变得更加敏感）璃对光线变得更加敏感） （9）彩虹玻璃（在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化）彩虹玻璃（在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化剂和溴化物制成）剂和溴

7、化物制成） （10）防护玻璃（在普通玻璃制造过程加入适当辅助料，使其具有）防护玻璃（在普通玻璃制造过程加入适当辅助料，使其具有防止强光、强热或辐射线透过而保护人身安全的功能。如灰色防止强光、强热或辐射线透过而保护人身安全的功能。如灰色重铬重铬酸盐，氧化铁吸收紫外线和部分可见光；蓝绿色酸盐，氧化铁吸收紫外线和部分可见光；蓝绿色氧化镍、氧化亚铁氧化镍、氧化亚铁吸收红外线和部分可见光；铅玻璃吸收红外线和部分可见光；铅玻璃氧化铅吸收氧化铅吸收X射线和射线和r射线；暗射线；暗蓝色蓝色重铬酸盐、氧化亚铁、氧化铁吸收紫外线、红外线和大部分可重铬酸盐、氧化亚铁、氧化铁吸收紫外线、红外线和大部分可见光；加入氧化

8、镉和氧化硼吸收中子流。见光；加入氧化镉和氧化硼吸收中子流。 （11）微晶玻璃（又叫结晶玻璃或玻璃陶瓷，是在普通玻璃中加入）微晶玻璃（又叫结晶玻璃或玻璃陶瓷，是在普通玻璃中加入金、银、铜等晶核制成，代替不锈钢和宝石，作雷达罩和导弹头金、银、铜等晶核制成，代替不锈钢和宝石，作雷达罩和导弹头等）。等）。 （12）玻璃纤维（由熔融玻璃拉成或吹成的直径为几微米至几千微）玻璃纤维（由熔融玻璃拉成或吹成的直径为几微米至几千微米的纤维，成分与玻璃相同）米的纤维，成分与玻璃相同） （13）玻璃丝（即长玻璃纤维）玻璃丝（即长玻璃纤维） （14）玻璃钢（由环氧树脂与玻璃纤维复合而得到的强度类似钢材）玻璃钢（由环氧树

9、脂与玻璃纤维复合而得到的强度类似钢材的增强塑料）的增强塑料） （15）玻璃纸（用粘胶溶液制成的透明的纤维素薄膜）玻璃纸（用粘胶溶液制成的透明的纤维素薄膜） （16）水玻璃（）水玻璃（Na2SiO3）的水溶液，因与普通玻璃中部分成分相）的水溶液，因与普通玻璃中部分成分相同而得名）同而得名） （17）金属玻璃（玻璃态金属，一般由熔融的金属迅速冷却而制）金属玻璃（玻璃态金属，一般由熔融的金属迅速冷却而制得）得） （18）萤石（氟石）（无色透明的）萤石（氟石）（无色透明的CaF2，用作光学仪器中的棱镜，用作光学仪器中的棱镜和透光镜）和透光镜） （19）有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）有机玻璃（聚甲基丙烯酸

10、甲酯）3 3、陶瓷、陶瓷3、陶瓷：、陶瓷：主要原料主要原料 生产过程生产过程反应条件反应条件种类种类粘土粘土混合混合 成型成型 干干燥燥 烧结烧结 冷却冷却高温高温土器土器 陶器陶器 瓷器瓷器陶器的制作工序陶器的制作工序硅石硅石结晶形（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 品品四四.二氧化硅（二氧化硅（ SiO2 ）1.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沙子联想沙子2.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

11、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 2NaOHNa2SiO

12、3+H2O3.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二氧化硅的用途二氧化硅的用途玛瑙玛瑙五五.硅硅1、物理性质物理性质 硅有硅有晶体硅晶体硅和和无定形硅无定形硅两种。晶体硅是两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 熔点和沸点都很高，硬度大。熔点和沸点都很高，硬度大。 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。2.化学性质化学性质 常温常温下，化学性质不活

13、泼，除氟气、氢氟酸下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅和强碱外，硅不不跟其他物质（如氧气、氯气、跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。在硫酸、硝酸等）起反应。在加热加热条件下，条件下，能能跟跟一些非金属反应。一些非金属反应。Si O2 SiO2Si 2H2 SiH4（不稳定）（不稳定）高温Si2NaOH H2O Na2SiO3 2H2Si 4HF SiF4 2H2 Si 2F2 SiF4 3.硅的工业制法硅的工业制法高温在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。法制得粗硅。 SiO2 2C Si（粗硅）（粗硅）2CO与氯反应：与

14、氯反应：Si 2Cl2 SiCl4(温度为温度为400500)生成的生成的SiCl4液体通过蒸馏，除去其中的硼、砷液体通过蒸馏，除去其中的硼、砷等杂质。然后用氢气还原：等杂质。然后用氢气还原：SiCl4 2H2 Si 4HCl高温六六.硅酸硅酸 硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解度很小。由于度很小。由于SiOSiO2 2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。硅酸盐与其他酸反应制得。H2SiO3=SiO2H2O 现象现象 结论结论 反应式反应式 在试管中加入在试管中加入3-5ml3-5ml饱和饱和Na

15、Na2 2SiOSiO3 3溶液，滴入溶液，滴入1-21-2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀滴酚酞溶液，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。消失时停止。静置。仔细观察现象。地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技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中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：作用。例如：光导纤维的主要成分光导纤维的主要成分 目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 神奇无比的集成电路蕊

16、片的主成分神奇无比的集成电路蕊片的主成分 用作吸附剂、催化剂的载体的人造分子筛大多用作吸附剂、催化剂的载体的人造分子筛大多是一类为是一类为 的化合物的化合物写出工业上制备该元素的单质及提纯的化学方写出工业上制备该元素的单质及提纯的化学方程式程式二氧化硅二氧化硅 半导体硅半导体硅 硅硅铝硅酸盐铝硅酸盐 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、 C2.2.实验室现提供下列试剂瓶实验室现提供下列试剂瓶, , 细口磨细口磨口塞玻璃瓶瓶广口瓶细口橡皮塞玻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，如果璃瓶棕色广口瓶细口塑料瓶，如果你是实验室管理员你是实验室管理员, ,你将如何存放下列药你将如何存放下列药品品? ?你的依据是什么你的依据是什么? ?a.a.二氧化硅二氧化硅_ b._ b.氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液_c.硝酸银晶体硝酸银晶体_ d._ d.氢氟酸氢氟酸_e.e.浓硫酸浓硫酸_ _ 3.3.指出下列反应中指出下列反应中SiO2SiO2所表现的化学性质或作用，所表现的化学性质或作用，在在A-EA-E选项中选择正确答案填入括号内。选项中选择正确答案填入括号内。SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2Si