含硅矿物与信息材料(苏教版必修1).ppt

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。,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)4,CaO3MgO4SiO2,K2OAl2O36SiO2,CaONa2O6SiO2,Al2O32SiO22H2O,3MgO2SiO22H2O,CaOAl2O3SiO2,2.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+2NaCl,Na2SiO3+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,t,1）陶瓷,陶器的制作工序,2）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、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、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.主要反应：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2F.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：,硅石,结晶形（石英）,无定形（硅藻土）,水晶,玛瑙,石英制品,水晶,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：,联想CO2,均属于酸性氧化物,CO2CaOCaCO3,CO22NaOHNa2CO3+H2O,CO2H2OH2CO3,不反应,SiO22NaOHNa2SiO3+H2O,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,A.酸性氧化物,B.氧化性,C.与盐反应,D.亲氟性,（雕刻玻璃）,SiO22NaOHNa2SiO3+H2O,氢氟酸是唯一可以与之反应的酸,玻璃中含有SiO2，利用以上的反应可用来刻蚀玻璃。玻璃镜等玻璃上的图案就是利用HF和SiO2反应的原理。,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,二氧化硅的用途,练习：,1、下列物质能与SiO2起反应的是（）浓H2SO4H2O盐酸HFKOH溶液氧化钙A、B、C、D、,C,2.实验室现提供下列试剂瓶,细口磨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_,3.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。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O()SiO2+2C=高温=Si+2CO()SiO2+3C=高温=SiC+2CO()SiO2+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。,既不易失去电子,也不易得到电子,2.结构,3.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，能跟一些非金属反应。,Si2NaOHH2ONa2SiO32H2Si4HFSiF42H2,4.硅的工业制法,与氯反应：Si2Cl2SiCl4(温度为400500),5.硅的用途：,硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛。作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，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,五.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应制得。,用途:,可作干燥剂和催化剂的载体,在试管中加入3-5ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1-2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，与酸反应生成了H2SiO3,Na2SiO3+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：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是一类为的化合物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,