无机非金属材料的主角2

1、1、定义：、定义：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称 2、性质：、性质：硅酸盐种类很多，是一大类硅酸盐种类很多，是一大类结构复杂的固态物质结构复杂的固态物质，大多数不溶于水，化学性质很稳定。大多数不溶于水，化学性质很稳定。3、表示方法：、表示方法：（1）化学式法：）化学式法： 适用于简单的硅酸盐如：适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、 CaSiO3等。等。三、硅酸盐三、硅酸盐（2）氧化物法：）氧化物法：复杂硅酸盐改写成氧化物的形式：复杂硅酸盐改写成氧化物的形式：（1）Al2Si2O5(OH)4_(2)KAlSi3O8_ AlAl2

2、2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O O K2OAl2O36SiO2活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅二氧化硅水水氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。按配置前后原子个数守恒原则配置系数。硅酸钠：硅酸钠： NaNa2 2SiOSiO3 3 Na Na2 2OSiOOSiO2 2 硅酸钙：硅酸钙： CaSiOCaSiO3 3 CaOSiO CaOSiO2 2高岭石：高岭石：AlAl2 2(Si(Si2 2O O5 5)(OH)(OH)4 4 AlAl2 2O O3

3、32SiO2SiO2 22H2H2 2O O 正长石：正长石：KAlSiKAlSi3 3O O8 8不能写不能写 K K2 2OAlOAl2 2O O3 33SiO3SiO2 2， 应写成应写成K K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2（2）氧化物法：）氧化物法：K2O2Al2O36SiO2H2OK(Al2Si3O9)(OH)4、最简单的硅酸盐、最简单的硅酸盐-硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3）硅酸钠是白色固体，可溶于水，其水溶液俗硅酸钠是白色固体，可溶于水，其水溶液俗称称水玻璃水玻璃。是制备硅胶和木材防火剂等的原。是制备硅胶和木材防火剂等的原料。料。（1）、硅酸钠的物理性

4、质）、硅酸钠的物理性质实验实验4-24-2： 放入蒸馏水放入蒸馏水现现象象结结论论水份蒸发后水份蒸发后木条燃烧木条燃烧放入放入Na2SiO3溶液溶液水份蒸发后水份蒸发后木条不燃烧木条不燃烧水份蒸发后水份蒸发后失去防火作用失去防火作用防火效果好防火效果好Na2SiO3可作防火剂可作防火剂 实验实验4-24-2（2）、硅酸钠化学性质）、硅酸钠化学性质 硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好。烧，不易被腐蚀，热稳定性好。（3）、用途）、用途 可以作肥皂填料，还可以用做建筑、纸张的可以作肥皂填料，还可以用做建筑、纸张的黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火

5、剂黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火剂与盐反应与盐反应与酸反应与酸反应Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl 水泥是一种非常重要的建筑材料。水泥是一种非常重要的建筑材料。万丈高楼平地起，穿针引线是水泥。万丈高楼平地起，穿针引线是水泥。四、硅酸盐工业四、硅酸盐工业生产过程：黏土和石灰石两磨、一烧。研磨煅烧再磨成细粉；硅酸三钙(3CaOSiO2)硅酸二钙(2CaOSiO2) 混合物铝酸三钙(3CaOAl2O3)水泥的生产原料：普通硅酸盐水泥的成分：1 、水泥 水泥的性能：水泥的性能： 水泥具有水硬性。水泥具有水硬性。水泥、沙子

6、和水的混合水泥、沙子和水的混合物物建筑黏合剂。建筑黏合剂。水泥、沙子和碎石的混合物。水泥、沙子和碎石的混合物。 混凝土：混凝土：水泥砂浆：水泥砂浆：德国工会大厦梦幻巴黎柏林国会大厦加入了不同的金属氧化物金属氧化物普通玻璃加热接近熔化熔化再急速冷却急速冷却2、玻璃：生产过程： 纯碱、石灰石和石英。纯碱、石灰石和石英。 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3 +SiO2=CaSiO3 + CO2高温 高温 玻璃的生产原料：普通玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2组成的混合物。或Na2OCaO6SiO2；玻璃无固定的熔沸点，在一定温度范围内软化。 玻璃的性能：3、陶瓷

7、： 陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点，因此，陶瓷制品一直为人们所喜爱。家用陶瓷江苏宜兴，有陶都之称。隋带烧制的三彩陶骆驼瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“CHINA”用同一字母拼音表示。江西景德镇。 江西景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为：“洁如玉、明如镜、薄如纸、声如罄。” 我国素有“瓷都”之称的地方 江西景德镇所烧制的瓷器传统无机非金属材料：传统无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥陶瓷、玻璃、水泥新型无机非金属材料：新型无机非金属材料：新型陶瓷新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等1.能

8、承受高温、强度高。能承受高温、强度高。例如：氮化硅陶瓷在例如：氮化硅陶瓷在1200左右的高温下，左右的高温下，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。片、轴承、永久性模具等。2.具有电学特性，一些新型无机非金属具有电学特性，一些新型无机非金属材料可以作为半导体、导体、超导体等，材料可以作为半导体、导体、超导体等，一些绝缘性材料常被用于集成电路的基一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板。板。3.具有光学特性。有些新型无机具有光学特性。有些新型无机非金属材料能发出各色的光，非金属材料能发出各色的光，有的能透过可见光，有的能使有的能透过可见光，有

9、的能使红外线、雷达射线穿过。红外线、雷达射线穿过。处于高温下的光导纤维处于高温下的光导纤维F-117F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。4. 具有生物特性。有些新型无机非金属具有生物特性。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植入人体组织有较好的适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。骨骼，已被应用在医疗上。人造关节人

10、造关节1、存在形式、存在形式晶体硅无定形硅硅有晶体硅和无定形硅两种。硅有晶体硅和无定形硅两种。四、四、硅单质硅单质5、用途：、用途：太阳能电池太阳能电池(新能源新能源)；计算机芯片（计算机芯片（信息技信息技术术）；）；半导体晶体管半导体晶体管（半导体半导体材料材料）硅太阳能电池硅太阳能电池硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心硅单硅单质质工业上，用工业上，用焦炭在高温下焦炭在高温下还原石英砂可还原石英砂可制得粗硅制得粗硅，粗粗硅跟氯气反应硅跟氯气反应经提纯得到经提纯得到 SiCl4后再用后再用氢气还原制得氢气还原制得纯硅：纯硅：3、硅的工业制备、硅的工业制备硅

11、单硅单质质SiO22CSi(粗粗)2CO 高温高温SiCl42H2Si(纯纯)4HCl 高温高温Si(粗粗)2Cl2SiCl4 3 、硅单质的物理性质硅单质的物理性质灰黑灰黑色固体，有金属光泽、熔点色固体，有金属光泽、熔点高高、硬度、硬度大大，有脆性。，有脆性。在高温条件下，单质硅能与在高温条件下，单质硅能与O2和和Cl2等非金属等非金属单质反应。单质反应。常温下化学性质不活泼，只能跟常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和和 NaOH溶液反应。溶液反应。Si2F2SiF4 Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2SiO2 SiO24 、硅单质的化学性质硅单质的化学性

12、质Si + 2Cl2 = SiCl4硅元素硅元素单质单质硅硅Si + F2Si + HFSi + NaOH 加热能与某加热能与某些非金属单些非金属单质反应（质反应（O2、Cl2）O2Na2SiO3、CaSiO3在自然界中：玛瑙，水晶，石英，石在自然界中：玛瑙，水晶，石英，石英砂；英砂；在生活中：二氧化硅是光导纤维在生活中：二氧化硅是光导纤维的主要原料，以二氧化硅为主要成分的主要原料，以二氧化硅为主要成分的沙子是基本的建筑材料；的沙子是基本的建筑材料；硅可制造集成路、硅可制造集成路、太阳能电池等；硅太阳能电池等；硅芯片，半导体材料。芯片，半导体材料。只有化合态只有化合态SiO2硅酸盐硅酸盐C 高

13、温高温HF无游离态无游离态常温不活泼常温不活泼H H2 2SiOSiO3 3制备原理：以强酸制弱酸CO2 或或HCl NaOHNa2CO3练习练习:1.下列说法正确的是( )A.二氧化硅溶于水显酸性B.二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶液)可以得到原硅酸.C.因为高温时,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强. D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸B2.硅酸钠溶液俗称水玻璃,呈碱性.下列物质中,能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是( )A.浓硫酸 B.水玻璃 C.氢氟酸 D 苛性碱A3.下列物质中能跟SiO2发生反应的是( ) A 盐酸 B 硝酸 C 硫酸 D 烧碱溶液D4.光纤通讯是光作为信息的载体,让光在光导纤维中传输,制造光导纤维的基本原料是( )A 铜 B