二氧化硅与硅酸定稿

1、关于二氧化硅和硅酸定稿第一张，PPT共八十七页，创作于2022年6月第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅第二张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 在地壳中硅的含量为26.3%，仅次于氧。硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要角色。第三张，PPT共八十七页，创作于2022年6月+14+6CSi 硅原子既不易失去又不易得到电子，主要形成四价的化合物。 硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的。 存在：没有游离态，只有化合态 画出硅的原子结构简图，分析主要化合价，我们很熟悉的哪种元素最外层电

2、子数与它相同？【思考与交流】第四张，PPT共八十七页，创作于2022年6月你知道硅谷吗？ 高技术产业开发区,电子技术研究中心,计算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端。第五张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 单质硅的存在形态与碳相似，有 和 两种，结构与 类似，颜色 ，状态 ，熔点 ，硬度 ，常温下化学性质 。 正四面体一、硅单质第六张，PPT共八十七页，创作于2022年6月硅的化学性质常温下性质稳定Si + F2 Si + O2 Si + HF Si + NaOH + H2O 硅的工业制备：SiO22C = Si2CO高温第七张，PPT共八十七页，创作于2022年6月用

3、途 晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）第八张，PPT共八十七页，创作于2022年6月硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心 大规模集成电路第九张，PPT共八十七页，创作于2022年6月硅芯片生产半导体生产第十张，PPT共八十七页，创作于2022年6月12结晶形无定形硅石二、 二氧化硅 地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的_%, 存在形态有_和_两大类，统称_。第十一张，PPT共八十七页，创作于2022年6月结晶形（石英晶体）无定形硅藻土水晶玛瑙（1）、存在:硅石无色透明彩色环带或层状水晶 SiO2是自然界中沙子、

4、石英的主要成分。结晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。玛瑙1、二氧化硅(SiO2)第十二张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角。 同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用SiO2来表示二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化学式。SiO4四面体结构 立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质（2）、结构第十三张，PPT共八十七页，创作于2022年6月主要用作石英坩埚、光导纤维、饰品、建筑材料(沙子)（3）、用途第十四张，PPT共八十七页，创作于2022年6

5、月光学纤维胃镜用光导纤维做手术，不用开刀第十五张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 1、根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质(从水溶性、硬度、熔点考虑)？化学稳定性如何？物理性质:_化学稳定性:_通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水（4）、性质第十六张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 用玻璃塞为什么打不开呢？（提示：玻璃含二氧化硅）SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O2、NaOH与实验室里其它试剂瓶有何不同？ 生成的Na2SiO3会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起，所以打不开。【思考与交流】第十七张，PPT共八十七页，创作于2022年6月

6、 与强碱反应SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O 与碱性氧化物反应化学性质1、具有酸性氧化物的通性SiO2 CaO CaSiO3高温第十八张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 能与HF反应2、SiO2的特殊性：SiO2+4HF SiF4+2H2O 用途：刻蚀玻璃（制作玻璃工艺品）注意：实验室用塑料瓶来盛装HF。第十九张，PPT共八十七页，创作于2022年6月用氢氟酸“刻”出的玻璃工艺品第二十张，PPT共八十七页，创作于2022年6月3.弱氧化性高温高温高温SiO2+ 2C = Si + 2CO4.与某些盐反应SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3+CO2SiO2 + Ca

7、CO3 = CaSiO3+CO2此两个反应用于工业制玻璃第二十一张，PPT共八十七页，创作于2022年6月二氧化碳二氧化硅化学式化学式的意义通常状况下的状态硬度水溶性熔沸点二氧化硅和二氧化碳的比较CO2SiO2表示二氧化碳分子及其组成表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比气态固态很小很大可溶于水不溶于水很低很高第二十二张，PPT共八十七页，创作于2022年6月二氧化碳二氧化硅稳定性与水反应与碱性氧化物反应与碱反应与HF反应高温稳定很稳定CO2+H2O=H2CO3不反应CO2+CaO = CaCO3SiO2+CaO = CaSiO3CO2+2NaOH = Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH =

8、Na2SiO3+H2O不反应SiO2+4HF = SiF4+2H2O化学性质第二十三张，PPT共八十七页，创作于2022年6月二氧化碳二氧化硅弱氧化性与碳酸盐等反应高温 SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2高温高温CO2 + C = 2CO高温 SiO2 + 2C = Si + 2COCO2+H2O+Na2CO3 =2NaHCO3 CO2 +H2O+ CaCO3 = Ca（HCO3）2第二十四张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 二氧化碳 CO2二氧化硅 SiO2 状 态 气 态 固 态熔沸点 硬度熔沸点很低熔

9、点高，硬度大水 溶 性 能溶于水不溶于水化学性质与 酸 用 途人工降雨，灭火,饮料等石英坩埚、光导纤维、饰品、建筑材料(沙子)与水反应与碱性氧化物反应与碱反应CO2 + H2O = H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3不能反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2 CaO =CaSiO3高温能与氢氟酸反应第二十五张，PPT共八十七页，创作于2022年6月三、硅酸(H2SiO3 )【思考与交流】 我们知道SiO2不能直接和水化合成H2SiO3，那怎样制备H2SiO3呢？ 可溶性的硅酸盐和盐酸反应制得温馨提示：硅酸是难溶于水的弱酸第二十六张

10、，PPT共八十七页，创作于2022年6月 在试管中加入35mL饱和Na2SiO3溶液，滴入12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。仔细观察变化过程及其现象。实验4-1现象结论化学方程式Na2SiO3+2HCl H2SiO3(胶体)+2NaClNa2SiO3呈碱性；硅酸难溶于水 滴入酚酞溶液呈红色滴入盐酸有白色凝胶产生第二十七张，PPT共八十七页，创作于2022年6月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。实验：将CO2通入Na2SiO3溶液中现象：透明的硅酸凝胶生成化学方程式：Na2SiO3+H2O

11、+CO2=H2SiO3 + Na2CO3 结论：硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱第二十八张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 不稳定，受热易分解 SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3SiO32- + 2H+ = H2SiO3Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 H2SiO3 = H2O + SiO2第二十九张，PPT共八十七页，创作于2022年6月生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶（能流动），当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不能流动），硅酸凝胶经过干燥

12、脱水就形成硅胶。(硅胶的基本成份是二氧化硅)硅酸胶体硅酸凝胶硅酸干凝胶“硅胶”第三十张，PPT共八十七页，创作于2022年6月将硅酸凝胶用CoCl2溶液浸泡、干燥活化后制得。因为无水CoCl2为蓝色，水合CoCl26H2O为红色，所以根据变色硅胶由蓝变红可以判断硅胶的吸水程度。硅胶是一种具有物理吸附作用的吸附剂，可以再生反复使用。第三十一张，PPT共八十七页，创作于2022年6月不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解 H2SiO3 = H2O + SiO2弱酸性（酸性比碳酸弱），不使指示剂变色（1）、硅酸的性质白色固体，不溶于水小结第三十二张，PPT共八十七页，创作于2022年6月（2）、用途

13、：干燥剂（吸水），吸附剂（多孔），催化剂的载体。第三十三张，PPT共八十七页，创作于2022年6月1、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ）A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.铁坩埚 D.氧化铝坩埚C学以致用第三十四张，PPT共八十七页，创作于2022年6月2、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ ） A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液B1、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( ) A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液 C学以致用第三十五张，PPT共八十七页，创作于2022年6月硅酸盐第三十六张，PPT共八十七页，创作于2022年6月四、硅酸盐 硅酸盐是

14、由硅、氧和金属组成的化合物的总称，没有固定的酸根。 硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。 硅酸盐大多不溶于水，化学性质稳定。第三十七张，PPT共八十七页，创作于2022年6月Na2OSiO2 CaO3MgO4SiO2K2OAl2O36SiO2 CaONa2O6SiO2Al2O32SiO22H2O活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2O1. 硅酸盐组成表示第三十八张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，无色粘稠的液体，是一种矿物胶物理性质2. 硅酸钠（Na2SiO3）第三十九张，PPT共八

15、十七页，创作于2022年6月与盐反应与酸反应Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl化学性质与碱反应Ca(OH)2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaOH第四十张，PPT共八十七页，创作于2022年6月现象结论水份蒸发后燃烧水份蒸发后不燃烧水份蒸发后，失去防火作用防火效果好用作防火剂实验4-2放入蒸馏水放入Na2SiO3溶液化学性质化学性质相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好第四十一张，PPT共八十七页，创作于2022年6月用途 可以作制备硅胶的原料，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剂第四十二

16、张，PPT共八十七页，创作于2022年6月无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃4. 硅酸盐材料用含硅物质作原料经加热制成硅酸盐材料。第四十三张，PPT共八十七页，创作于2022年6月材料(组成)金属材料无机非金属材料有机高分子材料传统无机非金属材料新型无机非金属材料新型无机非金属材料： 光导纤维、新型陶瓷硅酸盐材料：玻璃、陶瓷 (土器、陶器、炻器、瓷器) 、水泥传统无机非金属材料:材料的分类第四十四张，PPT共八十七页，创作于2022年6月（一）、玻璃1、玻璃生产问题： 玻璃生产的主要原料、主要设备、反应原理分别是什么？第四十五张，PPT共八十七页，创作于2022年6月（3）反应原理（2）生产

17、设备 玻璃熔炉（1）生产原料 纯碱 Na2CO3石灰石 CaCO3石英 SiO2Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2高温第四十六张，PPT共八十七页，创作于2022年6月玻璃熔炉第四十七张，PPT共八十七页，创作于2022年6月设问这两个反应是否违反了复分解反应规律？复分解反应规律仅适用于溶液，不能套用于高温条件下的反应。Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2高温第四十八张，PPT共八十七页，创作于2022年6月2、普通玻璃的主要成分 Na2SiO3、 CaSiO3、 SiO2 3

18、、玻璃的特点 不是晶体、没有固定的熔点第四十九张，PPT共八十七页，创作于2022年6月几种常见玻璃简介普通玻璃因混有铁的化合物显浅绿色蓝玻璃红玻璃化学仪器玻璃如试管等光学仪器玻璃如放大镜钢化玻璃光纤玻璃光导纤维：1964年8月华裔科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为“纤维光学之父”。比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送3万门电话且中继距离长达2050Km，保密性能好。 在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。 把普通玻璃放在电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大46倍，不易破碎。第五十张，PPT共八十七页，创作于

19、2022年6月4、几种玻璃的特性和用途（1）普通玻璃 特性： 在较低温度下软化。 用途： 制造玻璃窗、玻璃瓶、玻璃杯等玻璃器皿第五十一张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 特性：膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光。 用途：可制造化学仪器;高压水银灯,紫外灯 的灯壳等。（2）石英玻璃石英玻璃坩埚第五十二张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 特性：透光性能好、有折光和色散性。 用途：可制造眼镜片、照相机、显微 镜、望远镜等光学仪器。（3）光学玻璃第五十三张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 特性：耐腐蚀、不怕烧、不导电、 不吸水、隔热、吸声、防虫蛀。 用途：制造太空飞行员的衣服、玻

20、璃钢等。（4）玻璃纤维玻璃纤维布玻璃纤维丝第五十四张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 特性：耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震。 用途：制造运动器材，微波通讯，汽车、火车玻璃窗。（4）钢化玻璃第五十五张，PPT共八十七页，创作于2022年6月洛阳蓝地钢化玻璃厂第五十六张，PPT共八十七页，创作于2022年6月（二）陶瓷： 以粘土（Al2O3.2SiO2.2H2O）为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品第五十七张，PPT共八十七页，创作于2022年6月餐具、茶具、缸，坛、盆、罐、盘、碟、碗日用陶瓷瓷器欣赏第五十八张，PPT共八十七页，创作于2022年6月

21、花瓶、雕塑品、园林陶瓷、器皿、 陈设品工艺陶瓷第五十九张，PPT共八十七页，创作于2022年6月工业陶瓷建筑一卫生陶瓷： 如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁具等第六十张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 用于各种化学工业的耐酸容器、管道，塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等；化工陶瓷 第六十一张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管，支柱绝缘子、低压电器和照明用绝缘子，以及电讯用绝缘子，无线电用绝缘子等；电瓷 第六十二张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 用于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛

22、镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。特种陶瓷第六十三张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料。从金属陶瓷英文单词Cermets来，是由Ceramic（陶瓷）和Metal（金属）结合构成的。金属陶瓷 既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性。第六十四张，PPT共八十七页，创作于2022年6月金属陶瓷：第六十五张，PPT共八十七页，创作于2022年6月（三）、水泥1、水泥的特性水硬性2、水泥生产思考问题： 生产水泥的主要原料、主要设备。第六十六张，PPT共八十七页，创作于2

23、022年6月（1）生产原料石灰石 黏土 少量的石膏 （2）生产设备 水泥回转窑（3）石膏的作用调节水泥硬化速率 第六十七张，PPT共八十七页，创作于2022年6月第六十八张，PPT共八十七页，创作于2022年6月3、普通水泥的主要成分 硅酸三钙 3CaOSiO2硅酸二钙 2CaOSiO2 铝酸三钙 3CaOAl2O3 第六十九张，PPT共八十七页，创作于2022年6月4、几种常见的水泥制品名称水泥砂浆 混凝土钢筋混凝土原料水泥沙子 水用途建筑粘合剂水泥 沙子碎石 水 建造厂房钢筋混凝土建造高楼桥梁 水坝第七十张，PPT共八十七页，创作于2022年6月混凝土输送车1、 运输混凝土的车辆为什么在不

24、断的旋转？第七十一张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 2、用水泥可以筑成水库的大坝，这说明水泥的什么性质？水库大坝第七十二张，PPT共八十七页，创作于2022年6月思考题对照三种硅酸盐工业，总结硅酸盐工业的共同特点？（1）生成物都是硅酸盐；（2）原料都是含硅物质；（3）反应条件都是高温；（4）反应原理都是发生了复杂的物理、化学变化。第七十三张，PPT共八十七页，创作于2022年6月1、硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷等。2、水泥、玻璃、陶瓷的原料和主要成分水泥主要成分：3CaOSiO2 2CaOSiO2 3CaOAl2O3玻璃主要成分：Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 3、制造玻璃的

25、两个主要反应的化学方程式小 结Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2高温第七十四张，PPT共八十七页，创作于2022年6月传统与新型无机非金属材料特性对比材料特性种类传统无机非金属材料抗腐蚀，耐高温质脆、经不起热冲击普通玻璃普通水泥粘土陶瓷新型无机非金属材料耐高温、高强度具有电学特性具有光学特性具有生物特性高温结构陶瓷： 氧化铝陶瓷（人造刚玉） 氮化硅陶瓷光导纤维（SiO2） 第七十五张，PPT共八十七页，创作于2022年6月氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷光导纤维Si3N4Al2O3SiO2新型无机非金属材料第七十六张，PPT共八十七页，创作于2022年6月 特点：密度小、高强、高硬、高韧性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、自润滑、隔热、电绝缘等一系列优良性能。 Si3N4基陶瓷球轴承沙漠车氮化硅陶瓷部件1