含硅矿物与信息材料 省赛获奖

第三单元含硅矿物与信息材随处可见的含硅化合物及产品一.硅酸盐及其产品1.硅酸盐组成的表达方法

硅酸盐的种类比较多、结构比较复杂，其组成表示方法一般分为两种：1）化学式法如：硅酸钠Na2SiO3、硅酸钙CaSiO3等。这种方法一般用于组成比较简单的硅酸盐。2）氧化物法(也是常用的方法)说明：a.各氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物较不活波金属氧化物二氧化硅水。b.氧化物之间用“·”隔开。对于复杂的硅酸盐，通常可采用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示它的组成。例如：Na2SiO3 Na2O·SiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O练习：把下列式子改写成为氧化物的形式1、蛇纹石：H4Mg3Si2O92、钙长石：CaAl2SiO63、石棉：CaMg3Si4O124、长石：KAlSi3O85、普通玻璃：CaNa2Si6O146、黏土：Al2(Si2O5)(OH)4CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2CaO·Na2O·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3MgO·2SiO2·2H2OCaO·Al2O3·SiO22.硅酸盐的性质

1)Na2SiO3的性质

Na2SiO3俗称“泡花碱”，其水溶液俗称“水玻璃”。水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性，易吸收空气中的CO2生成硅酸沉淀。(完成p82.6)Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓

+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3▲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、防火剂三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃t1）水泥的制备：a.原料：黏土、石灰石、石膏（适量）b.设备：水泥回转窑c.条件：高温锻烧d.加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度水泥回转窑雄伟的体育馆让人骄傲的三峡工程世贸大厦2）陶瓷远古时代,由于人们在长期生活中经常与泥土打交道,逐渐发现泥土与适量水混合后就具有黏性和可塑性,可以随意把它塑造成各种形状。在太阳下晒干后，泥土变硬，再经过火烧到一定的温度，泥坯变得坚硬，就既不怕水又耐火了。人类创造的第一个新物质---陶瓷，从此就诞生了。人类文明得到进步.陶瓷的起源制陶工序A.原料：B.设备：C.条件：D.一般组成：E.主要反应：F.种类：3）玻璃Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑高温高温纯碱、石灰石、过量石英（SiO2)玻璃熔炉高温熔融Na2O·CaO·6SiO2普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等有色玻璃

在普通玻璃中加入着色剂，如加入MnO2为紫色；FeO、K2Cr2O7烧成绿色。几种常见玻璃的特性和用途钢化玻璃

用途运动器材；微波通讯器材；汽车、火车的窗玻璃等

特性耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震石英玻璃

特性:膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光

用途化学仪器；高压水银灯、灯壳等光学玻璃

特性透光性能好、有折光性和色散性。用途眼镜镜片；照相机、显微镜、望远镜、凹凸透镜等光学仪器等玻璃纤维

特性耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声用途太空飞行员的衣服、玻璃钢等二氧化硅（SiO2）与信息材料玛瑙光导纤维1.物理性质：固体熔沸点比较高不溶于水硬度比较大联想沙子二氧化硅（SiO2）与信息材料2.化学性质：二氧化碳CO2二氧化硅SiO2物质分类与碱性氧化物反应与碱反应与水反应联想CO2均属于酸性氧化物CO2＋CaO＝CaCO3CO2＋2NaOH＝

Na2CO3+H2OCO2＋H2O＝H2CO3不反应SiO2＋2NaOH＝

Na2SiO3+H2OSiO2

＋CaOCaSiO3高温与HF反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（雕刻玻璃）1.为什么在实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？想一想SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3+H2O生成的硅酸钠水溶液具有粘合性SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O3.用途：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表、石英钟等。光学纤维胃镜练习：1、下列物质能与SiO2起反应的是（）①浓H2SO4②H2O③盐酸④HF⑤KOH溶液⑥氧化钙

A、①②⑥B、②④C、④⑤⑥D、③④⑤⑥C2.实验室现提供下列试剂瓶,①细口磨口塞玻璃瓶瓶②广口瓶③细口橡皮塞玻璃瓶④棕色广口瓶⑤细口塑料瓶，如果你是实验室管理员,你将如何存放下列药品?你的依据是什么?a.二氧化硅______b.氢氧化钠溶液____c.硝酸银晶体_____d.氢氟酸___e.浓硫酸____②③④⑤①3.指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A-E选项中选择正确答案填入括号内。①SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O()②SiO2+2C=高温=Si+2CO()③SiO2+3C=高温=SiC+2CO()④SiO2+4HF==SiF4

+2H2O()A、作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B、弱氧化性C、酸性氧化物的通性D、未参加氧化还原反应CBDA四.硅1、物理性质

硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。2.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法制得粗硅。

SiO2

＋2C

Si（粗硅）＋2CO↑与氯反应：Si＋2Cl2

＝SiCl4生成的SiCl4液体通过精馏，用氢气还原：SiCl4

＋2H2

4HCl＋Si（精硅）高温高温既不易失去电子,也不易得到电子3.结构4.化学性质常温下，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、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟氧气反应。Si＋O2SiO2Si＋2F2SiF4Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3

＋2H2↑Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑5.硅的用途：作为良好的半导体材料制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件制成太阳能电池可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。晶体管集成电路卫星的翅膀汽车的尾巴在太阳能方面的利用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作用。例如：①光导纤维的主要成分

②目前应用最多的太阳