含硅矿物与信息材料用课件

第三单元含硅矿物与信息材料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构成了地壳中大局部的岩石、沙子和土壤

一.硅酸盐的表示方法

1、盐化学式法如：硅酸钠Na2SiO3

、硅酸钙CaSiO3等。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。2、氧化物法(也是常用的方法)金属氧化物写在前面，再写SiO2，最后写H2O；氧化物之间用“·〞隔开。例如：Na2SiO3 Na2O·SiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O练习：把以下式子改写成氧化物的形式1、钙长石：CaAl2SiO62、长石：KAlSi3O83、普通玻璃：CaNa2Si6O14K2O·Al2O3·6SiO2CaO·Na2O·6SiO2CaO·Al2O3·SiO2二、硅酸钠的性质(Na2SiO3)

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。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、三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃t1、水泥的制备：a.原料：粘土(SiO2)、石灰石、石膏〔适量〕b.设备：水泥回转窑c.条件：高温锻烧d.成分：CaSiO3、SiO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑参加石膏的作用：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、玻璃A.原料：纯碱、石灰石、过量石英〔SiO2)B.设备：玻璃熔炉C.条件：高温熔融D.成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2E.主要反响：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑F.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〔1〕普通玻璃〔Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2〕

〔2〕石英玻璃〔以纯洁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〕

〔4〕钾玻璃〔K2O、CaO、SiO2〕

〔5〕硼酸盐玻璃〔SiO2、B2O3〕

〔6〕有色玻璃在〔普通玻璃制造过程中参加一些金属氧化物。Cu2O——红色；CuO——蓝绿色；CdO——浅黄色；CO2O3——蓝色；Ni2O3——墨绿色；MnO2——紫色；胶体Au——红色；胶体Ag——黄色〕

〔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璃〕

〔8〕光学玻璃〔在普通的硼硅酸盐玻璃原料中参加少量对光敏感的物质，如AgCl、AgBr等，再参加极少量的敏化剂，如CuO等，使玻璃对光线变得更加敏感〕

〔9〕彩虹玻璃〔在普通玻璃原料中参加大量氟化物、少量的敏化剂和溴化物制成〕

〔10〕防护玻璃〔在普通玻璃制造过程参加适当辅助料，使其具有防止强光、强热或辐射线透过而保护人身平安的功能。如灰色——重铬酸盐，氧化铁吸收紫外线和局部可见光；蓝绿色——氧化镍、氧化亚铁吸收红外线和局部可见光；铅玻璃——氧化铅吸收X射线和r射线；暗蓝色——重铬酸盐、氧化亚铁、氧化铁吸收紫外线、红外线和大局部可见光；参加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，是在普通玻璃中参加金、银、铜等晶核制成，代替不锈钢和宝石，作雷达罩和导弹头等〕。

〔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米的纤维，成分与玻璃相同〕

〔13〕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〕

〔16〕水玻璃〔Na2SiO3〕的水溶液，因与普通玻璃中局部成分相同而得名〕

〔17〕金属玻璃〔玻璃态金属，一般由熔融的金属迅速冷却而制得〕

〔18〕萤石〔氟石〕〔无色透明的CaF2，用作光学仪器中的棱镜和透光镜〕

〔19〕有机玻璃〔聚甲基丙烯酸甲酯〕

3、陶瓷3、陶瓷：主要原料生产过程反响条件种类粘土①混合②成型③枯燥④烧结⑤冷却高温土器陶器瓷器陶器的制作工序硅石结晶形〔石英〕无定形〔硅藻土〕水晶玛瑙石英制品四.二氧化硅〔SiO2〕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不反响SiO2＋2NaOH＝

Na2SiO3+H2OSiO2

＋CaOCaSiO3高温SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2

＋CaOCaSiO3高温SiO2＋2CSi＋2CO↑高温SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高温A.酸性氧化物B.氧化性C.与盐反响D.亲氟性SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑高温〔雕刻玻璃〕SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3+H2O3.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。光学纤维胃镜二氧化硅的用途玛瑙五.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。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.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〕起反响。在加热条件下，能跟一些非金属反响。Si＋O2SiO2Si＋2H2SiH4（不稳定）高温Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3

＋2H2↑Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2F2＝SiF4↑3.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

＋2CSi（粗硅）＋2CO↑与氯反响：Si＋2Cl2＝SiCl4(温度为400～500℃)生成的SiCl4液体通过蒸馏，除去其中的硼、砷等杂质。然后用氢气还原：SiCl4

＋2H2Si＋4HCl高温六.硅酸硅酸是一种很弱的酸〔酸性比碳酸还弱〕，溶解度很小。由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反响制得。H2SiO3==SiO2＋H2O现象结论反应式

在试管中参加3-5ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴参加稀盐酸，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。滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反响生成了H2SiO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl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能电池的光电转化材料是

③神奇无比的集成电路蕊片的主成分

④用作吸附剂、催化剂的载体的人造分子筛大多是一类为

的化合物⑤写出工业上制备该元素的单质及提纯的化学方程式二氧化硅半导体硅硅铝硅酸盐练习：1、以下物质能与SiO2起反响的是〔〕①浓H2SO4②H2O③盐酸④HF⑤KOH溶液⑥氧化钙A、①②⑥B、②④C、④⑤⑥D、③④⑤⑥C2.实验室现提供以下试剂瓶,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,你将如何存放以下药品?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.指出以下反响中SiO2所表现的化学性质或作用，在A-E选项中选择