高一化学含硅矿物与信息材料.ppt

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 Na2OSiO2 Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O 练习：把下列式子改写成氧化物的形式 1、蛇纹石：H4Mg3Si2O9 2、钙长石：CaAl2SiO6 3、石棉：CaMg3Si4O12 4、长石：KAlSi3O8 5、普通玻璃： CaNa2Si6O14 6、黏土：Al2(Si2O5)(OH)4 CaO 3MgO4SiO2 K2OAl2O36SiO2 CaONa2O6SiO2 Al2O32SiO22H2O 3MgO2SiO2 2H2O 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。(完成p83.7) NaNa 2 2 SiOSiO 3 3 + 2HCl = H + 2HCl = H 2 2 SiOSiO 3 3 + 2NaCl + 2NaCl NaNa 2 2 SiOSiO 3 3 + + COCO 2 2 +H+H 2 2 OO= H= H 2 2 SiOSiO 3 3 + Na+ Na 2 2 COCO 3 3 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.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(完成p83.6) D.成分： Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2 E.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： 硅石 结晶形（石英）无定形（硅藻土） 水晶 玛瑙 石 英 制 品 水 晶 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 CaOCaCO3 CO2 2NaOH Na2CO3+H2O CO2 H2OH2CO3 不反应 SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2O SiO2 CaO CaSiO3 高温 SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O SiO2 CaO CaSiO3 高温 SiO22C Si 2CO 高温 SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 高温 A.酸性氧化物 B.氧化性 C.与盐反应 D.亲氟性 SiO2 +Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 高温 （雕刻玻璃）雕刻玻璃） SiO2 2NaOHNa2SiO3+H2O 1. 为为什么在实验实验 室中盛放NaOH 溶液的试剂瓶 用橡皮塞而不用玻璃塞？ 2. 2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ 3.某同学根据SiOSiO 2 2 既可与碱反应既可与碱反应, ,也能与也能与氢氟酸反 应,推断SiOSiO 2 2 为两性氧化物为两性氧化物. .是否正确是否正确? ? 想一想想一想 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H2SO4 H2O 盐酸 HF KOH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 C B D A 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。 Si O2 SiO2 Si 2H2 SiH4（不稳定） 高温 Si2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 Si 4HF SiF4 2H2 4.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(温度为400500) 生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷 等杂质。然后用氢气还原： SiCl4 2H2 Si 4HCl 高温 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。 用途用途: :可作干燥剂和催化剂的载体可作干燥剂和催化剂的载体 H2SiO3=SiO2H2O 现象 结论 反应式 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色消失，并有透明胶状物质生成 NaNa 2 2 SiOSiO 3 3 溶液呈碱性，与酸反应生成溶液呈碱性，与酸反应生成 了了HH 2 2 SiOSiO 3 3 NaNa 2 2 SiOSiO 3 3 + 2HCl = H + 2HCl = H 2 2 SiOSiO 3 3 + 2NaCl + 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，