含硅矿物与信息材料

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1.硅元素(silicon)在地壳中的含量一.硅的存在2.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤

二.硅酸盐及其产品1.硅酸盐组成的表示方法

硅酸盐的种类多、结构很复杂，其组成表示方法一般有两种：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。对于复杂的硅酸盐，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。例如：Na2SiO3

Al2(Si2O5)(OH)4

Na2O·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O练习：把下列式子改写成氧化物的形式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。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2）三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃t1）陶瓷主要原料：黏土、石英砂。陶器的制作工序2）水泥的制备：a.原料：黏土、石灰石、石膏b.设备：水泥回转窑c.条件：高温锻烧d.成分：CaSiO3、SiO2E.主要反应：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑.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3）玻璃A.原料：纯碱、石灰石、石英（SiO2)B.设备：玻璃熔炉C.条件：高温熔融D.成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2E.主要反应：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、铅玻璃等三.二氧化硅（SiO2）二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。1.存在：水晶制品玛瑙2.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3.结构：SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定4.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②不能与水反应

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O高温①酸性氧化物4.化学性质③特性：（与氢氟酸反应）（用于雕刻玻璃）（用于工业制粗硅，这就是“从沙滩到用户”）高温④弱氧化性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？3.某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物.是否正确?想一想5.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H2SO4

②H2O③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____②③④⑤①四、硅单质（1）

存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。（2）

物理性质：晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410℃)和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。既不易失去电子,也不易得到电子(3)化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼(4)用途电脑的中央处理器（CPU）硅太阳能电池晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料。交流·研讨(5)制法SiO2+2C===Si+2CO↑高温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3-5mL硅酸钠溶液1-2滴酚酞稀盐酸先后五、硅酸实验·探究

现象结论化学方程式离子方程式SiO32-+2H+==H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓a.Na2SiO3溶液呈碱性;b.可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸。滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生。实验·探究实验·探究问题1：能不能用石英(SiO2)和水为主要原料制取硅酸？硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。问题2：可溶性硅酸盐与CO2反应生成不溶于水的硅酸Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用做干燥剂。用途小结不溶于水、极弱酸(酸性比碳酸还弱）制法：SiO32-+2H+==H2SiO3↓SiO32-+H2O+CO2==H2SiO3↓+CO32-H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+H2O性质：

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