单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,随处可见的含硅化合物及产品,第三单元 含硅矿物与信息材料,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,Na,2,SiO,3,、,硅酸钙,CaSiO,3,等。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。,2）盐氧化物法,活泼金属氧化物,不,活泼金属氧化物,非,金属氧化物（,SiO,2,）,H,2,O,；氧化物之间用,“,”,隔开。如果同一元素出现了变价，那么低价在前，高价在后，把水写在最后。,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：,Na,2,SiO,3,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,Na,2,OSiO,2,CaO,3,MgO4SiO,2,K,2,OAl,2,O,3,6SiO,2,Na,2,OCaO6SiO,2,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,3,MgO2SiO,2,2H,2,O,CaOAl,2,O,3,SiO,2,练习：把下列式子改写成氧化物的形式,1、蛇纹石：,H,4,Mg,3,Si,2,O,9,2、,钙长石：,CaAl,2,SiO,6,3、石棉：,CaMg,3,Si,4,O,12,4、正长石：,KAlSi,3,O,8,5、普通玻璃:,Na,2,CaSi,6,O,14,6、黏土：,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,2.硅酸盐的性质,Na,2,SiO,3,的性质,Na,2,SiO,3,俗称“泡花碱”，其水溶液俗称“水玻璃”。水玻璃是一种无色黏稠的液体，显碱性，易吸收空气中的,CO,2,生成硅酸沉淀。,Na,2,SiO,3,+2HCl=H,2,SiO,3,+2NaCl,Na,2,SiO,3,+,CO,2,+H,2,O,=H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,硅酸钠要密封保存,用途：黏合剂，防腐剂、防火剂,制备：,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,H,2,SiO,3,的性质：,1、难溶于水，是一种极弱的酸,（H,2,SiO,3,H,2,CO,3,）,2、热稳定性差，受热易分解,H,2,SiO,3,=SiO,2,+H,2,O,3、能溶于强碱溶液,H,2,SiO,3,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+2H,2,O,（3）三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃,t,1）陶瓷,陶器的制作工序,1）陶瓷,是人类进行的,最早,的硅酸盐工业加工工艺，也是人类从事的,最早,的化学工艺,主要原料是,黏土,2）水泥,A.,主要成分,硅酸三钙（,3,CaOSiO,2,),、,硅酸二钙（,2,CaOSiO,2,）,铝酸三钙（,3,CaOAl,2,O,3,）,B.,制备：,a.,原料：黏土、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、石英（,SiO,2,),B.,设备：玻璃熔炉,C.,条件：高温熔融,D.,成分：,Na,2,SiO,3,、CaSiO,3,、SiO,2,E.,主要反应：,Na,2,CO,3,+SiO,2,=,=,Na,2,SiO,3,+CO,2,CaCO,3,+SiO,2,=,=,CaSiO,3,+CO,2,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,高温,高温,三.二氧化硅,（,SiO,2,）,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：,SiO,2,是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定,3.化学性质：,二氧化碳,CO,2,二氧化硅,SiO,2,物质分类,与碱性氧化物反应,与碱反应,与水反应,联想,CO,2,均属于酸性氧化物,CO,2,CaO,CaCO,3,CO,2,2NaOH,Na,2,CO,3,+H,2,O,CO,2,H,2,O,H,2,CO,3,不反应,SiO,2,2NaOH,Na,2,SiO,3,+H,2,O,SiO,2,CaO,CaSiO,3,高温,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？,NaOH,与SiO,2,反应生成有黏性的硅酸钠黏住瓶口,2.,实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,SiO,2,与HF反应,3.某同学根据,SiO,2,既可与碱反应,也能与,氢氟酸反应,推断,SiO,2,为两性氧化物.是否正确?,不正确，,SiO,2,是酸性氧化物,想一想,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,SiO,2,CaO CaSiO,3,高温,SiO,2,+CaCO,3,CaSiO,3,+CO,2,高温,A.,酸性氧化物,B.,与盐反应,C,.,亲氟性,SiO,2,+Na,2,CO,3,Na,2,SiO,3,+CO,2,高温,（,雕刻玻璃）,SiO,2,2NaOHNa,2,SiO,3,+H,2,O,D,.,氧化性,SiO,2,2C Si,2CO,高温,高纯度的硅的制取：,Si+2Cl,2,=SiCl,4,高温,（工业上制取粗硅）,SiCl,4,+2H,2,=Si+4HCl,高温,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,SiO,2,起反应的是 （）,浓,H,2,SO,4,H,2,O ,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,SiO,2,所表现的化学性质或作用，在,A-,D,选项中选择正确答案填入括号内。,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O (),SiO,2,+2C=,高温,=,Si+2CO,(),SiO,2,+3C=,高温,=,SiC+2CO,(),SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,(),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,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,O,2,SiO,2,Si,2,F,2,Si,F,4,Si,2NaOH,H,2,O,Na,2,SiO,3,2H,2,Si,4HF,SiF,4,2H,2,4.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。,SiO,2,2C Si,（粗硅）,2CO,与氯反应：,Si,2Cl,2,SiCl,4,(,温度为,400,500),生成的,SiCl,4,液体通过精馏，除去其中的硼、砷,等杂质。然后用氢气还原：,SiCl,4,2H,2,Si,4HCl,高温,4.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,SiO,2,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,H,2,SiO,3,=SiO,2,H,2,O,现象,结论,反应式,在试管中加入3-5,ml,饱和,Na,2,SiO,3,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,Na,2,SiO,3,溶液呈碱性，与酸反应生成了,H,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,+2HCl=H,2,SiO,3,+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,