含硅矿物与信息材料(课堂PPT).ppt

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,*,含硅矿物与信息材料,1,石英坩埚,2,问题,:,地壳中元素含量排在前三位的分别,是,、,、,元素。,3,一、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（,SiO,2,或,硅酸盐,的形式存在）,是构成,矿物,和,岩石,的主要成分,4,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。,5,常温下,，化学性质,稳定，只与强碱、氟化氢、,氟气反应,Si+2F,2,=SiF,4,Si+4HF=SiF,4,+2H,2,Si+2NaOH+H,2,O=Na,2,SiO,3,+2H,2,3,、硅晶体的化学性质：,高温下,，,较活泼,Si+O,2,SiO,2,6,4,、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,7,Si2Cl,2,SiCl,4（,液体，易挥发）,高温,高温,SiCl,4,2H,2,Si 4HCl,SiO,2,2C 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）,8,二、二氧化硅,光导纤维,光学纤维胃镜,9,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,10,180,10928,Si,o,二氧化硅的晶体结构示意图,基本结构单元为硅氧四面体,Si,2,O,4,，,晶体中不存在二氧化硅分子，,SiO,2,是化学式不是分子式。,11,二氧化硅粉尘的危害,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。,12,（1）、酸性氧化物,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,SiO,2,+H,2,O =,SiO,2,+CaO =CaSiO,3,高温,2,、化学性质：,13,（,2,）与,氢氟酸,作用,（,SiO,2,很不活泼，,HF,是唯一 能跟其反应的酸）,（,3,）与还原剂作用,4HF+SiO2,=SiF,4,+2H,2,O,硅的制取,用来刻蚀玻璃,（,4,）与,盐,反应,SiO,2,+CaCO,3,=CaSiO,3,+CO,2,高温,能否写出,SiO,2,和,Na,2,CO,3,的反应方程式,?,SiO,2,2C Si,2CO,高温,14,所以，,不能,用磨口玻璃塞,盛碱性溶液,，,如,NaOH,、,KOH,、,Na,2,CO,3,、,Na,2,SiO,3,等溶液,。,15,三、硅酸,不溶于水，不稳定，弱酸,制取：强酸制弱酸,Na,2,SiO,3,CO,2,H,2,O Na,2,CO,3,H,2,SiO,3,H,2,SiO,3,=SiO,2,+H,2,O,Na,2,SiO,3,2HCl,2Na,Cl,H,2,SiO,3,有何现象？,16,硅元素,单质硅,Si+F,2,Si+HF,Si+,NaOH,加热能与某,些非金属单,质反应（,O,2,）,O,2,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,二氧化硅是光导纤维,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,SiO,2,硅酸盐,C,高温,HF,无游离态,常温不活泼,概括、整合,17,SiO2和CO2比较,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,SiO,2,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,18,你怎么想？,SiO,2,+CaCO,3,=CaSiO,3,+CO,2,高温,据此推断硅酸酸性比碳酸酸性强,？,19,1.,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,A,巩固练习,20,巩固练习,2.,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：,Na,2,SiO,3,CO,2,H,2,O 2NaCl H,2,SiO,3,B,21,巩固练习,C,下列变化中不能一步实现的是,A,、,Na,2,SiO,3,H,2,SiO,3,B,、,H,2,SiO,3,SiO,2,C,、,SiO,2H,2,SiO,3,D,、,SiO,2,Na,2,SiO,3,22,三、硅酸盐,Na,2,SiO,3,K(Al,2,Si,3,O,10,)(OH),2,K,2,O,2Al,2,O,3,6SiO,2,2H,2,O,Na,2,OSiO,2,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,SiO,2,H,2,O,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,23,如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐,石棉：,CaMg,3,Si,4,O,12,长石：,KAlSi,3,O,8,普通玻璃：,CaNa,2,Si,6,O,14,3MgOCaO4SiO,2,K,2,OAl,2O,3,6SiO,2,Na,2,O CaO6SiO,2,巩固练习,24,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,25,硅酸盐产品简介：,产品,主要原料,主要设备,反应条件,主要反应或主要成分,主要性质,水泥,粘土、石灰石、,(,石膏,),适量,水泥回转窑,高温,硅酸三钙：,3CaOSiO,2,硅酸二钙：,2CaOSiO,2,铝酸三钙：,3CaOAl,2,O,3,水硬性,玻璃,纯 碱,石灰石,石 英,玻璃窑,高温,Na,2,CO,3,+SiO,2,=Na,2,SiO,3,+CO,2,CaCO,3,+SiO,2,=CaSiO,3,+CO,2,成分：,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,、,SiO,2,无固定的熔点、沸点,高温,高温,26,景德镇陶瓷,27,描述景德镇的陶瓷有这样一句话,:,薄如纸,声如磬,色如玉,.,28,陶瓷的制作过程,29,采石制泥,30,陶练泥土,31,圆器拉坯,32,蘸釉,33,吹釉,34,成坯入窑,35,烧坯开窑,36,鬼谷子下山,37,新型,无机非金属材料之一：,高温结构陶瓷、压电陶瓷,新型陶瓷,透明陶瓷、超导陶瓷等,38,单晶硅,39,硅芯片的应用,电脑的中央处理器（,CPU,）,40,世界第一台电子管计算机,(,占地,170m,2,),41,笔记本电脑,42,大规模集成电路,硅的应用,43,硅的其他用途,硅也是将太阳能转化成电能的常用材料,利用高纯硅单质的半导体性能,可制成,光电池,将光能直接转化成电能,光电池目前的应用范围,:,计算器 人造卫星,火星探测器,太阳能动力车 登月车,44,人造卫星,45,火星探测器,46,火星探测器,47,登 月 车,48,太阳能汽车,49,太阳能电池,50,知识反馈,下列关于硅的说法不正确的是,:,A,硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体,B,硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,C,硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应,D,当加热到一定温度时,硅能与氧气和氯气等非金属反应,(C),51,