二氧化硅与信息材料

3.3.3 含硅矿物与信息材料石英坩埚问题 :地壳中元素含量排在前三位的分别 是 、 、 元素。一、硅（ Silicon）1、含量和存在在地壳中，硅的含量居 第二位自然界中，硅 无游离态 存在，只以 化合态 存在（ SiO2或 硅酸盐 的形式存在）是构成 矿物 和 岩石 的主要成分硅2、硅晶体的物理性质：灰黑色，硬而脆，有金属光泽的固体，熔点、沸点高，硬度大，半导体材料。常温下 ，化学性质 稳定，只与强碱、氟化氢、氟气反应 Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4 +2H2 Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 +2H23、硅晶体的化学性质：高温下 ， 较活泼Si + O2 SiO24、硅的用途硅是良好的半导体材料，硅可用来制造 集成电路 、 晶体管 、硅整流器等半导体器件。含硅 4（质量分数）的钢具有良好的导磁性，可用来制造 变压器 铁芯；含硅 15左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造 耐酸设备 等 Si 2Cl2 SiCl4（ 液体，易挥发）高温高温SiCl4 2H2 Si 4HClSiO2 2C Si 2CO高温5、硅的制取：工业上制取单质硅是先在电炉里高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅，然后将粗硅在高温下跟氯气 反应生成一种液态物质。经蒸馏提纯后，再用氢气还原制得纯硅。（写出上述反应的化学方程式）（粗硅）二、二氧化硅光导纤维光学纤维胃镜坚硬难熔的固体，熔沸点比较高， 不溶于水 ，硬度比较大。1、存在和物理性质：存在：沙子、石英、玛瑙、水晶、硅藻土18010928Sio基本结构单元为硅氧四面体 Si2O4，晶体中不存在二氧化硅分子，SiO2是化学式不是分子式。二氧化硅粉尘的危害二氧化硅在日常生活、生 产 和科研等方面有着重要的用途，但有 时 也会 对 人体造成危害。如果人 长 期吸入含有二氧化硅的粉 尘，就会患硅肺病（因硅旧称 为 矽，因此硅肺病旧称 为 矽 病）。硅肺是一种 职业 病，它的 发 生及 严重程度，取决于空气中粉 尘 的含量和粉 尘 中二氧化硅的含量，以及与人的接触 时间长 短等。 长 期在二氧化硅粉 尘 含量 较 高的地方，如采 矿 、翻砂、 喷 砂、制陶瓷、制耐火材料等 场 所工作的人易患此病。光 纤 光 缆 普通 电缆信息量大，每根光纤 理 论 上可同 时 通过 10亿 路 电话8根同 轴电缆每条通 话 1800路原料来源广， 节约有色金属 资 源 较 少质 量小，不怕腐 蚀， 铺设 方便质 量重，怕腐蚀成本低，每千米 1万元左右 每千米 20万元性能好，抗 电 磁干扰 ，保密性 强 ，能防窃听，不 发 生 电辐 射信息容量小，抗干 扰 性 差，易腐 蚀（ 1）、酸性氧化物SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2 + H2O =SiO2 + CaO = CaSiO3高温2、化学性质：（ 2）与 氢氟酸 作用 （ SiO2很不活泼， HF是唯一 能跟其反应的酸）（ 3）与还原剂作用4HF+SiO2=SiF4+2H2O硅的 制取用来刻蚀玻璃（ 4）与 盐 反应SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2高温能否写出 SiO2和 Na2CO3的反应方程式 ?SiO2 2C Si 2CO高温所以， 不能 用磨口玻璃塞盛碱性溶液 ，如 NaOH、 KOH、Na2CO3、 Na2SiO3等溶液。三、硅酸 不溶于水，不稳定，弱酸制取：强酸制弱酸Na2SiO3 CO2 H2O Na2CO3 H2SiO3所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为 “硅胶 ”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。H2SiO3 = SiO2 + H2ONa2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3有何现象？硅元素单质硅Si + F2Si + HFSi + NaOH 加热能与某些非金属单质反应（ O2）O2Na2SiO3、CaSiO3二氧化硅是光导纤维的主要原料，光导纤维可用作通讯材料和制造医用内窥镜等硅可制造集成路、太阳能电池等；硅合金可用来制造变压器铁芯、耐酸设备等。只有化合态SiO2 硅酸盐C 高温HF无游离态常温不活泼二氧化碳 二氧化硅存在 结构物理性质化学性质（ 1）与水（ 2）与酸（ 3）与强碱（ 4）与 CaO用途空气存在于岩石中，沙子、石英、水晶等都含有二氧化硅以二氧化碳分子形式存在 SiO2是化学式不是分子式熔沸点低、常温是气体、微溶于水 坚硬固体、熔点高、不溶于水生成碳酸 不反应不反应 与氢氟酸反应与氢氧化钠生成碳酸钠 与氢氧化钠生成硅酸钠生成碳酸钙 高温下生成硅酸钙饮料、工业制碱 光导纤维、石英表等你怎么想？SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2高温据此推断硅酸酸性比碳酸酸性强 ？1.二氧化碳通入下列各溶液中，不可 能产生沉淀的是 ( ) A.氯化钙溶液 石灰水 C.饱和碳酸钠溶液 硅酸钠溶液A2.下列说法正确的是：A.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在。B.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸。C.二氧化硅溶于水。D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。 3.实验室配制好的硅酸钠溶液保存过程中变质的原因是空气中的二氧化碳与硅酸钠溶液发生了反应有白色胶状沉淀物生成变质的现象是：相应的化学方程式：Na2SiO3 CO2 H2O 2NaCl H2SiO3B巩固练习C下列变化中不能一步实现的是A、 Na2SiO3 H2SiO3B、 H2SiO3 SiO2C、 SiO2 H2SiO3D、 SiO2 Na2SiO3 三、硅酸盐 Na2SiO3 K(Al2Si3O10)(OH)2 K2O 2Al2O3 6SiO2 2H2ONa2OSiO2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： CaNa2Si6O143MgOCaO4SiO2K2OAl2O36SiO2 Na2O CaO6SiO2巩固练习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