《人类文明发展史》课件

..1石器——燧石取火硅酸盐——水泥、玻璃、陶瓷二氧化硅——光导纤维单晶硅——集成电路传统材料人类文明发展史新型材料信息材料.石器——燧石取火硅酸盐——水泥、玻璃、陶瓷二氧化硅——光导纤2１．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。２．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。３．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 的意识。一、学习目标硅酸盐矿物与硅酸盐产品 1课时二氧化硅与信息材料 1课时二、课时建议.１．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3一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品1。硅酸盐（1）硅酸盐的表示活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O.一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品1。硅酸盐（1）硅酸盐的表示活泼金42．将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改写 为氧化物形式：3MgO·4SiO2·H2O1．将硅酸钠(Na2SiO3)改写为氧化 物形式：３．将钠长石(NaAlSi3O8)改写为氧 化物形式：Na2O·SiO2Na2O·Al2O3·6SiO2.2．将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改写 为氧化物5（2）硅酸钠（Na2SiO3）的应用①硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，常用作黏合剂、防腐剂和耐火材料。②制备硅酸：？欲证明CH3COOH、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，右图装置A、B、C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？写出反应的离子方程式。.（2）硅酸钠（Na2SiO3）的应用①硅酸钠的水溶液俗称水玻61949——1998年我国水泥产量示意图.1949——1998年我国水泥产量示意图.7..8..9..102。硅酸盐产品陶瓷（china）砖瓦玻璃水泥生产、生活化工生产电子工业原子能工业宇航事业.2。硅酸盐产品陶瓷（china）砖瓦玻璃水泥生产、生活化工生11水泥主要原料主要设备主要成分性质应用粘土石灰石石膏水硬性水泥回转窑3CaO·SiO22CaO·SiO2

3CaO·Al2O3水泥沙浆混凝土钢筋混凝土

.水泥主要主要主要性质应粘土水水3CaO·SiO2水泥沙浆.12..13玻璃主要原料主要设备主要成分玻璃窑中发生的主要反应纯碱石灰石石英

玻璃窑

Na2SiO3CaSiO3SiO2

.玻璃主要原料主要设备主要玻璃窑中发生纯碱玻Na2SiO3.14

化学分析常用到筛分混合物的“筛子”，如滤纸就是一种筛分固体和液体的“筛子”。许多硅酸盐具有多孔的结构，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，这些硅酸盐具有筛分分子的作用，人们把它们称为分子筛(molecularsieve)。组成为Na2O·A12O3·2SiO2·nH2O的铝硅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。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、催化剂及催化剂栽体等。分子筛.化学分析常用到筛分混合物的“筛子”，如滤纸就是一种筛15二、二氧化硅与信息材料1．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?2．沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。你知道二氧化硅有哪些重要的应用吗?3．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？.二、二氧化硅与信息材料1．盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶不能用16（一）存在二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英、水晶、硅藻土等的主要成分都是二氧化硅。石英砂紫水晶.（一）存在二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英、水晶、硅藻17水晶硅藻土石英砂.水晶硅藻土石英砂.18（二）结构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1:2。.（二）结构二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的，晶体中硅原子19（三）物性二氧化硅熔沸点很高，硬度很大，不溶于水。.（三）物性二氧化硅熔沸点很高，硬度很大，不溶于水。.20（四）化性（1）酸性氧化物的通性（3）与氢氟酸反应（4）弱氧化性（2）与碳酸盐反应.（四）化性（1）酸性氧化物的通性（3）与氢氟酸反应（4）弱氧21（五）用途（1）建筑材料；（3）石英坩埚；（4）光学镜片，光导纤维；（2）制玻璃的原料；（5）制半导体硅。.（五）用途（1）建筑材料；（3）石英坩埚；（4）光学镜片，光22石英电子表、石英钟.石英电子表、石英钟.23水晶制品.水晶制品.24玛瑙.玛瑙.25..26三、硅.三、硅.27三、硅1。硅的制取提示：.三、硅1。硅的制取提示：.282。硅的物理性质3。硅的结构灰黑色、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。.2。硅的物理性质3。硅的结构灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体294。硅的化学性质在常温下比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应。Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑Si+4HF=SiF4↑

+2H2↑Si+2F2=SiF4常温高温.4。硅的化学性质在常温下比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等305。硅的用途.5。硅的用途.31

3．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3倍时，其前端的温度可达330℃；当飞行速度等于6倍声速时，可达1480℃。宇宙飞行器邀游太空归来，到达离地面60～70km的高度时，其速度仍保持在声速的20多倍，温度在10000℃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。人们把这种障碍称为“热障”。怎样使宇宙飞行器克服“热障”，安全地返回地面呢?科学家在分析了“宇宙不速之客”——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，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。这给科学家以启发：让宇宙飞行器的头部戴一顶用烧蚀材料做成的头盔”，把重返大气层时摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔融、气化等一系列物理和化学变化中，“丢卒保车”，达到保护宇宙飞行器的目的。.3．陶瓷、玻璃应用的新天地.324．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，你可能会被这样一种现象所吸引：只见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，当你回过头往车后望去，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灯光熄灭了呢?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十分集中，具有强烈的“醒目效应”，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。.4．玻璃微珠的应用.33

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通几万路电话或2000路电视。如果用许多根光导纤维组合成光缆，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30～70km(而同轴电缆每隔1．5km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(全长约7000km)。计划中的南太平洋光缆(全长约16000km)也正在紧锣密鼓的准备之中。进一步降低光纤损耗，减少中继站数目，甚至不用中继站，是人们的下一步目标。.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34

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胃镜。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，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镜做得小巧玲珑。胃镜是内窥镜中比较粗的一种，但也只有15mm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，使医用内窥镜从构造到功能都发生了重要的变化。 近年来，一种激光光纤药头内窥镜碎石系统已研制成功。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8cm×10cm×6cm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。 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。. 医生的好助手.351．写出下列各组物质中能发 生反应的化学方程式。(1)Si02与纯碱共熔。(2)CO2通入Na2SiO3溶液。(3)Si02与大理石共熔。(4)SiO2与NaOH共热。

.1．写出下列各组物质中能发 生反应的化学方程式。.363．工业上制取粗硅的化学方程式是

。.3．工业上制取粗硅的化学方程式是.374。由36gSi02和63．6gNa2CO3 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 计算，用氧化物形式写出该硅酸 盐的化学式。.4。由36gSi02和63．6gNa2CO3 组成的38含硅矿物和信息材料.含硅矿物和信息材料.39单晶硅灰黑色、硬而脆，有金属光泽的固体，熔点、沸点高，半导体材料.单晶硅灰黑色、硬而脆，有金属光泽的固体，熔点、沸点高，半40硅芯片是各种计算机及电子产品的核心太阳能电池.硅芯片是各种计算机及电子产品的核心太阳能电池.41一、硅的化学性质常温下，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Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑

+2H2↑Si+2Cl2=SiCl4Si+O2=SiO2Si+2H2=SiH4(不稳定).一、硅的化学性质常温下，化学性质稳定（不与硫酸、盐酸、硝酸等42二、二氧化硅和硅酸.二、二氧化硅和硅酸.43

二氧化硅结构.二氧化硅结构.44SiO2+H2O≠③与碱性氧化物反应①与水反应④与HF的反应：②与强碱反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O高温SiO2+CaO=CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O1、二氧化硅的化学性质⑤制粗硅SiO2+2C=Si+2CO↑（粗硅）（弱氧化性）高温.SiO2+H2O≠③与碱性氧化物反应①与水反应④与HF的反452、硅酸（H2SiO3）不溶于水酸性比酸还弱。Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓

+NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓

+Na2CO3酸性：H2CO3>H2SiO3.2、硅酸（H2SiO3）不溶于水酸性比酸还弱。Na2SiO346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“硅胶”。硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体.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47巩固练习C下列变化中不能一步实现的是A、Na2SiO3H2SiO3B、H2SiO3SiO2C、SiO2H2SiO3D、SiO2Na2SiO3

.巩固练习C下列变化中不能一步实现的是A、Na2SiO348三、硅酸盐

Na2SiO3K(Al2Si3O10)(OH)2

K2O·2Al2O3·6SiO2·2H2ONa2O•SiO2要领：两边原子个数守恒，格式：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O结构复杂种类繁多用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成.三、硅酸盐Na2SiO3K(Al2Si3O10)(OH49如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐石棉：CaMg3Si4O12长石：KAlSi3O8普通玻璃：CaNa2Si6O143MgO·CaO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2Na2O·CaO·6SiO2巩固练习.如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐3MgO·CaO·4SiO250现代建筑离不开玻璃的装饰和采光雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦.现代建筑离不开玻璃的装饰和采光雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦.51世界第一大坝—长江三峡大坝使用水泥将达1．０８２×１０１０ｋｇ.世界第一大坝—长江三峡大坝使用水泥将达1．０８２×１０１52二、玻璃纯碱、石灰石、石英设备：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。原料：玻璃窑或玻璃熔炉原理：Na2CO3＋SiO2====Na2SiO3＋CO2↑高温CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑高温种类：性质：在一定温度范围内软化成分：SiO2、Na2SiO3、CaSiO3.二、玻璃纯碱、石灰石、石英设备：普通玻璃、有色玻璃（如，蓝玻53

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。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，国家标准要求钢化玻璃的破碎后在任意50*50mm内的碎片应大于40粒。因此，使用起来具有一定的安全性。

.钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后加热54古埃及玻璃制品.古埃及玻璃制品.55战国中晚期玻璃璧.战国中晚期玻璃璧.56满城汉玻璃耳杯.满城汉玻璃耳杯.57广西贵县出土的玻璃杯.广西贵县出土的玻璃杯.58隋李静训墓出土的玻璃圆盒.隋李静训墓出土的玻璃圆盒.59魏晋南北朝的玻璃钵.魏晋南北朝的玻璃钵.60网纹玻璃杯.网纹玻璃杯.61河北定县静志寺出土的北宋玻璃杯.河北定县静志寺出土的.62目前发现的最大的元代玻璃器.目前发现的最大的元代玻璃器.63清乾隆白地套红玻璃双合瓶.清乾隆白地套红玻璃双合瓶.64南方玻璃陨石tektite.南方玻璃陨石tektite.65..66硅酸盐产品简介：产品主要原料主要设备反应条件主要反应或主要成分主要性质水泥粘土、石灰石、(石膏)适量水泥回转窑高温硅酸三钙：3CaO·SiO2硅酸二钙：2CaO·SiO2铝酸三钙：3CaO·Al2O3水硬性玻璃

纯碱石灰石石英

玻璃窑高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

无固定的熔点、沸点高温高温.硅酸盐产品简介：产品主要原料主要设备反应条件主要反应或主要成67新型陶瓷——人造骨即耐高温又耐低温的硅橡胶制品.新型陶瓷——人造骨即耐高温又耐低温的硅橡胶制品.68

结构陶瓷：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，因而成为许多新兴科学技术得以实现的关键。

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、强度高、重量轻且长寿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与低温的隔热瓦，碳-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。压电陶瓷：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，属于现代功能陶瓷。神奇的压电陶瓷--海中“雷达”侦察兵：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纳系统可在水中起到同样的作用。.

结构陶瓷：主要是指发挥其机械、热、化学等性能的一大类新型陶69用高温结构陶瓷做的发动机叶片.用高温结构陶瓷做的发动机叶片.70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1957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，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，光线能透过浓雾不被散射，作为道路、汽车、广场的用灯特别合适。..71高压钠灯透明氧化铝陶瓷.高压钠灯透明氧化铝陶瓷.72超导陶瓷：1973年，人们发现了超导合金――铌锗合金，其临界超导温度为23.2K，该记录保持了13年。1986年，设在瑞士苏黎士的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧－钡－铜－氧）具有35K的高温超导性，打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”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，就有新的研究成果出现。1987年2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导温度提高到90K以上，液氮的禁区（77K）也奇迹般地被突破了。1987年底，铊－钡－钙－铜－氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986－1987年的短短一年多的时间里，临界超导温度竟然提高了100K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！.超导陶瓷：.73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反应的催化剂，是使用时不直接与生物体接触的生物陶瓷。.生物陶瓷：.74生物陶瓷应用.生物陶瓷应用.751、在碳族元素中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（）其稳定的价态是（）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），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大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏，这是由于石墨能（）4、写出以SiO2为原料制取硅酸的离子反应方程式.1、在碳族元素中2、试写出三个能产生氢气的反应（不能用金属765、试用一种试剂可以区分碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠和硅酸钠四种溶液，写出有关的离子方程式

。6、设计一个实验用一种试剂证明生石灰中有石英和石灰石7、2MgO·SiO2中的酸根离子是（），滑石的化学式为Mg3(Si4O10)(OH)2，把它改写成氧化物的形式（）8、用化学方程式解释：①实验室中盛放碱液的试剂瓶为什么不用玻璃塞？②实验室盛放氢氟酸的试剂瓶为什么不用玻璃瓶？9、写一个高温下，C既做氧化剂又做还原剂的反应.5、试用一种试剂可以区分碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠和硅酸钠四77..78石器——燧石取火硅酸盐——水泥、玻璃、陶瓷二氧化硅——光导纤维单晶硅——集成电路传统材料人类文明发展史新型材料信息材料.石器——燧石取火硅酸盐——水泥、玻璃、陶瓷二氧化硅——光导纤79１．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。２．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。３．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 的意识。一、学习目标硅酸盐矿物与硅酸盐产品 1课时二氧化硅与信息材料 1课时二、课时建议.１．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80一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品1。硅酸盐（1）硅酸盐的表示活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O.一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品1。硅酸盐（1）硅酸盐的表示活泼金812．将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改写 为氧化物形式：3MgO·4SiO2·H2O1．将硅酸钠(Na2SiO3)改写为氧化 物形式：３．将钠长石(NaAlSi3O8)改写为氧 化物形式：Na2O·SiO2Na2O·Al2O3·6SiO2.2．将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改写 为氧化物82（2）硅酸钠（Na2SiO3）的应用①硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，常用作黏合剂、防腐剂和耐火材料。②制备硅酸：？欲证明CH3COOH、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，右图装置A、B、C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？写出反应的离子方程式。.（2）硅酸钠（Na2SiO3）的应用①硅酸钠的水溶液俗称水玻831949——1998年我国水泥产量示意图.1949——1998年我国水泥产量示意图.84..85..86..872。硅酸盐产品陶瓷（china）砖瓦玻璃水泥生产、生活化工生产电子工业原子能工业宇航事业.2。硅酸盐产品陶瓷（china）砖瓦玻璃水泥生产、生活化工生88水泥主要原料主要设备主要成分性质应用粘土石灰石石膏水硬性水泥回转窑3CaO·SiO22CaO·SiO2

3CaO·Al2O3水泥沙浆混凝土钢筋混凝土

.水泥主要主要主要性质应粘土水水3CaO·SiO2水泥沙浆.89..90玻璃主要原料主要设备主要成分玻璃窑中发生的主要反应纯碱石灰石石英

玻璃窑

Na2SiO3CaSiO3SiO2

.玻璃主要原料主要设备主要玻璃窑中发生纯碱玻Na2SiO3.91

化学分析常用到筛分混合物的“筛子”，如滤纸就是一种筛分固体和液体的“筛子”。许多硅酸盐具有多孔的结构，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，这些硅酸盐具有筛分分子的作用，人们把它们称为分子筛(molecularsieve)。组成为Na2O·A12O3·2SiO2·nH2O的铝硅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。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、催化剂及催化剂栽体等。分子筛.化学分析常用到筛分混合物的“筛子”，如滤纸就是一种筛92二、二氧化硅与信息材料1．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?2．沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。你知道二氧化硅有哪些重要的应用吗?3．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？.二、二氧化硅与信息材料1．盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶不能用93（一）存在二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英、水晶、硅藻土等的主要成分都是二氧化硅。石英砂紫水晶.（一）存在二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英、水晶、硅藻94水晶硅藻土石英砂.水晶硅藻土石英砂.95（二）结构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1:2。.（二）结构二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的，晶体中硅原子96（三）物性二氧化硅熔沸点很高，硬度很大，不溶于水。.（三）物性二氧化硅熔沸点很高，硬度很大，不溶于水。.97（四）化性（1）酸性氧化物的通性（3）与氢氟酸反应（4）弱氧化性（2）与碳酸盐反应.（四）化性（1）酸性氧化物的通性（3）与氢氟酸反应（4）弱氧98（五）用途（1）建筑材料；（3）石英坩埚；（4）光学镜片，光导纤维；（2）制玻璃的原料；（5）制半导体硅。.（五）用途（1）建筑材料；（3）石英坩埚；（4）光学镜片，光99石英电子表、石英钟.石英电子表、石英钟.100水晶制品.水晶制品.101玛瑙.玛瑙.102..103三、硅.三、硅.104三、硅1。硅的制取提示：.三、硅1。硅的制取提示：.1052。硅的物理性质3。硅的结构灰黑色、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。.2。硅的物理性质3。硅的结构灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体1064。硅的化学性质在常温下比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应。Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑Si+4HF=SiF4↑

+2H2↑Si+2F2=SiF4常温高温.4。硅的化学性质在常温下比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等1075。硅的用途.5。硅的用途.108

3．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3倍时，其前端的温度可达330℃；当飞行速度等于6倍声速时，可达1480℃。宇宙飞行器邀游太空归来，到达离地面60～70km的高度时，其速度仍保持在声速的20多倍，温度在10000℃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。人们把这种障碍称为“热障”。怎样使宇宙飞行器克服“热障”，安全地返回地面呢?科学家在分析了“宇宙不速之客”——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，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。这给科学家以启发：让宇宙飞行器的头部戴一顶用烧蚀材料做成的头盔”，把重返大气层时摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔融、气化等一系列物理和化学变化中，“丢卒保车”，达到保护宇宙飞行器的目的。.3．陶瓷、玻璃应用的新天地.1094．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，你可能会被这样一种现象所吸引：只见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，当你回过头往车后望去，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灯光熄灭了呢?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十分集中，具有强烈的“醒目效应”，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。.4．玻璃微珠的应用.110

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通几万路电话或2000路电视。如果用许多根光导纤维组合成光缆，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30～70km(而同轴电缆每隔1．5km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(全长约7000km)。计划中的南太平洋光缆(全长约16000km)也正在紧锣密鼓的准备之中。进一步降低光纤损耗，减少中继站数目，甚至不用中继站，是人们的下一步目标。.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111

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胃镜。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，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镜做得小巧玲珑。胃镜是内窥镜中比较粗的一种，但也只有15mm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，使医用内窥镜从构造到功能都发生了重要的变化。 近年来，一种激光光纤药头内窥镜碎石系统已研制成功。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8cm×10cm×6cm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。 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。. 医生的好助手.1121．写出下列各组物质中能发 生反应的化学方程式。(1)Si02与纯碱共熔。(2)CO2通入Na2SiO3溶液。(3)Si02与大理石共熔。(4)SiO2与NaOH共热。

.1．写出下列各组物质中能发 生反应的化学方程式。.1133．工业上制取粗硅的化学方程式是

。.3．工业上制取粗硅的化学方程式是.1144。由36gSi02和63．6gNa2CO3 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 计算，用氧化物形式写出该硅酸 盐的化学式。.4。由36gSi02和63．6gNa2CO3 组成的115含硅矿物和信息材料.含硅矿物和信息材料.116单晶硅灰黑色、硬而脆，有金属光泽的固体，熔点、沸点高，半导体材料.单晶硅灰黑色、硬而脆，有金属光泽的固体，熔点、沸点高，半117硅芯片是各种计算机及电子产品的核心太阳能电池.硅芯片是各种计算机及电子产品的核心太阳能电池.118一、硅的化学性质常温下，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Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑

+2H2↑Si+2Cl2=SiCl4Si+O2=SiO2Si+2H2=SiH4(不稳定).一、硅的化学性质常温下，化学性质稳定（不与硫酸、盐酸、硝酸等119二、二氧化硅和硅酸.二、二氧化硅和硅酸.120

二氧化硅结构.二氧化硅结构.121SiO2+H2O≠③与碱性氧化物反应①与水反应④与HF的反应：②与强碱反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O高温SiO2+CaO=CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O1、二氧化硅的化学性质⑤制粗硅SiO2+2C=Si+2CO↑（粗硅）（弱氧化性）高温.SiO2+H2O≠③与碱性氧化物反应①与水反应④与HF的反1222、硅酸（H2SiO3）不溶于水酸性比酸还弱。Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓

+NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓

+Na2CO3酸性：H2CO3>H2SiO3.2、硅酸（H2SiO3）不溶于水酸性比酸还弱。Na2SiO3123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“硅胶”。硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体.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124巩固练习C下列变化中不能一步实现的是A、Na2SiO3H2SiO3B、H2SiO3SiO2C、SiO2H2SiO3D、SiO2Na2SiO3

.巩固练习C下列变化中不能一步实现的是A、Na2SiO3125三、硅酸盐

Na2SiO3K(Al2Si3O10)(OH)2

K2O·2Al2O3·6SiO2·2H2ONa2O•SiO2要领：两边原子个数守恒，格式：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O结构复杂种类繁多用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成.三、硅酸盐Na2SiO3K(Al2Si3O10)(OH126如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐石棉：CaMg3Si4O12长石：KAlSi3O8普通玻璃：CaNa2Si6O143MgO·CaO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2Na2O·CaO·6SiO2巩固练习.如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐3MgO·CaO·4SiO2127现代建筑离不开玻璃的装饰和采光雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦.现代建筑离不开玻璃的装饰和采光雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦.128世界第一大坝—长江三峡大坝使用水泥将达1．０８２×１０１０ｋｇ.世界第一大坝—长江三峡大坝使用水泥将达1．０８２×１０１129二、玻璃纯碱、石灰石、石英设备：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。原料：玻璃窑或玻璃熔炉原理：Na2CO3＋SiO2====Na2SiO3＋CO2↑高温CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑高温种类：性质：在一定温度范围内软化成分：SiO2、Na2SiO3、CaSiO3.二、玻璃纯碱、石灰石、石英设备：普通玻璃、有色玻璃（如，蓝玻130

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。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，国家标准要求钢化玻璃的破碎后在任意50*50mm内的碎片应大于40粒。因此，使用起来具有一定的安全性。

.钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后加热131古埃及玻璃制品.古埃及玻璃制品.132战国中晚期玻璃璧.战国中晚期玻璃璧.133满城汉玻璃耳杯.满城汉玻璃耳杯.134广西贵县出土的玻璃杯.广西贵县出土的玻璃杯.135隋李静训墓出土的玻璃圆盒.隋李静训墓出土的玻璃圆盒.136魏晋南北朝的玻璃钵.魏晋南北朝的玻璃钵.137网纹玻璃杯.网纹玻璃杯.138河北定县静志寺出土的北宋玻璃杯.河北定县静志寺出土的.139目前发现的最大的元代玻璃器.目前发现的最大的元代玻璃器.140清乾隆白地套红玻璃双合瓶.清乾隆白地套红玻璃双合瓶.141南方玻璃陨石tektite.南方玻璃陨石tektite.142..143硅酸盐产品简介：产品主要原料主要设备反应条件主要反应或主要成分主要性质水泥粘土、石灰石、(石膏)适量水泥回转窑高温硅酸三钙：3CaO·SiO2硅酸二钙：2CaO·SiO2铝酸三钙：3CaO·Al2O3水硬性玻璃

纯碱石灰石石英

玻璃窑高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

无固定的熔点、沸点高温