高中化学专题3从矿物到基础材料3.3含硅矿物与信息材料省公开课一等奖新名师优质课获奖课件.pptx

随地可见含硅化合物及产品随地可见含硅化合物及产品第1页一一.硅酸盐及其产品硅酸盐及其产品1.1.硅酸盐组成表示方法硅酸盐组成表示方法 硅酸盐种类比较多、结构比较复杂，其组硅酸盐种类比较多、结构比较复杂，其组成表示方法普通分为两种：成表示方法普通分为两种：1）化学式法）化学式法如：硅酸钠如：硅酸钠Na2SiO3、硅酸钙硅酸钙CaSiO3等。等。这种方法普通用于组成比较简单硅酸盐。这种方法普通用于组成比较简单硅酸盐。第2页2 2）氧化物法）氧化物法(也是惯用方法也是惯用方法)说明：说明：a.a.各氧化物排列次序：各氧化物排列次序：活泼金属氧化物活泼金属氧化物 较不活波金属氧化物较不活波金属氧化物 二氧化硅二氧化硅 水。水。b.b.氧化物之间用氧化物之间用“”隔开。隔开。对于复杂硅酸盐，通常可采取二氧化硅和金属对于复杂硅酸盐，通常可采取二氧化硅和金属氧化物形式来表示它组成。氧化物形式来表示它组成。比如：比如：Na2SiO3 Na2OSiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O第3页练习：把以下式子改写成为氧化物形式练习：把以下式子改写成为氧化物形式1、蛇纹石蛇纹石：H4Mg3Si2O92、钙长石钙长石：CaAl2SiO63、石棉：、石棉：CaMg3Si4O124、长石：、长石：KAlSi3O85、普通玻璃：、普通玻璃：CaNa2Si6O146、黏土：、黏土：Al2(Si2O5)(OH)4CaO 3MgO4SiO2K2OAl2O36SiO2 CaONa2O6SiO2Al2O32SiO22H2O3MgO2SiO2 2H2OCaOAl2O3SiO2 第4页2.硅酸盐性质硅酸盐性质 1)Na2SiO3性质性质 Na2SiO3俗称俗称“泡花碱泡花碱”，其水溶液俗称，其水溶液俗称“水玻水玻璃璃”。水玻璃是一个无色粘稠液体，显碱性，易吸。水玻璃是一个无色粘稠液体，显碱性，易吸收空气中收空气中CO2生成硅酸沉淀。生成硅酸沉淀。(完成完成p82.6)Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3硅酸钠要密封保留且不能用玻璃塞试剂瓶硅酸钠要密封保留且不能用玻璃塞试剂瓶用途：粘合剂，防腐剂、防火剂用途：粘合剂，防腐剂、防火剂第5页三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃t第6页1）水泥）水泥制备：制备：a.原料：黏土、石灰石、石膏（适量）原料：黏土、石灰石、石膏（适量）b.设备：水泥回转窑设备：水泥回转窑c.条件：高温锻烧条件：高温锻烧d.加入石膏作用：调整水泥硬化速度加入石膏作用：调整水泥硬化速度水泥回转窑水泥回转窑第7页雄伟体育馆雄伟体育馆让人骄傲三峡工程让人骄傲三峡工程世贸大厦世贸大厦第8页2 2）陶瓷）陶瓷第9页 远远古古时时代代远远古古时时代代,因因为为人人们们在在长长久久生生活活中中经经常常与与泥泥土土打打交交因因为为人人们们在在长长久久生生活活中中经经常常与与泥泥土土打打交交道道道道,逐逐步步发发觉觉逐逐步步发发觉觉泥泥土土泥泥土土与与适适量量水水混混合合后后就就含含有有黏黏性性和和可可塑塑性性与与适适量量水水混混合合后后就就含含有有黏黏性性和和可可塑塑性性,能能够够随随意意把把它它塑塑造造成成各各种种形形状状。在在太太阳阳下下晒晒干干后后，泥泥土土能能够够随随意意把把它它塑塑造造成成各各种种形形状状。在在太太阳阳下下晒晒干干后后，泥泥土土变变硬硬，再再经经过过火火烧烧到到一一定定温温度度，泥泥坯坯变变得得坚坚硬硬，就就既既不不变变硬硬，再再经经过过火火烧烧到到一一定定温温度度，泥泥坯坯变变得得坚坚硬硬，就就既既不不怕怕水水又又耐耐火火了了。人人类类创创造造第第一一个个新新物物质质怕怕水水又又耐耐火火了了。人人类类创创造造第第一一个个新新物物质质-陶陶瓷瓷，从从此此陶陶瓷瓷，从从此此就就诞诞生生了了。人人类类文文明明得得到到进进步步就就诞诞生生了了。人人类类文文明明得得到到进进步步.陶瓷起源陶瓷起源制制陶陶工工序序第10页第11页A.原料：原料：B.设备：设备：C.条件：条件：D.普通组成：普通组成：E.主要反应：主要反应：F.种类：种类：3）玻璃）玻璃Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高温高温纯碱纯碱、石灰石、过量石英（石灰石、过量石英（SiO2)玻璃熔炉玻璃熔炉高温熔融高温熔融Na2O CaO 6SiO2普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等光学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等第12页 在普通玻璃中加入着色剂，如在普通玻璃中加入着色剂，如在普通玻璃中加入着色剂，如在普通玻璃中加入着色剂，如加入加入加入加入MnOMnOMnOMnO2 2 2 2为紫色；为紫色；为紫色；为紫色；FeOFeOFeOFeO、K K K K2 2 2 2CrCrCrCr2 2 2 2O O O O7 7 7 7烧成烧成烧成烧成绿色。绿色。绿色。绿色。几个常见玻璃特征和用途几个常见玻璃特征和用途第13页用途用途运动器材；微波通讯器材；运动器材；微波通讯器材；汽车、火车窗玻璃等汽车、火车窗玻璃等特征特征耐高温、耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震强度大、质轻、抗震第14页 特征特征:膨胀系数小、膨胀系数小、耐酸碱、耐酸碱、强度大、强度大、滤光滤光用途用途化学仪器；高压水化学仪器；高压水银灯、灯壳等银灯、灯壳等第15页特征特征透光性能好、有折透光性能好、有折光性和色散性。光性和色散性。用途用途眼镜镜片；摄影机、眼镜镜片；摄影机、显微镜、望远镜、显微镜、望远镜、凹凸透镜等光学仪凹凸透镜等光学仪器等器等第16页特征特征耐腐蚀、不怕烧、不导耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸电、不吸水、隔热、吸声声用途用途太空飞行员衣服、太空飞行员衣服、玻璃钢等玻璃钢等第17页二氧化硅（二氧化硅（SiO2）与信息材料与信息材料玛瑙光导纤维第18页1.物理性质：物理性质：固体固体熔沸点比较高熔沸点比较高不溶于水不溶于水硬度比较大硬度比较大联想沙子联想沙子二氧化硅（二氧化硅（SiO2）与信息材料与信息材料第19页2.化学性质：化学性质：二氧化碳二氧化碳CO2二氧化硅二氧化硅SiO2物质分类物质分类与碱性氧与碱性氧化物反应化物反应与碱反应与碱反应与水反应与水反应联想联想CO2均属于酸性氧化物均属于酸性氧化物CO2 CaOCaCO3CO2 2NaOH Na2CO3+H2OCO2 H2OH2CO3不反应不反应SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2 CaO CaSiO3高温高温与与HF反应反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O（雕刻玻璃）雕刻玻璃）第20页1.为何在试验室中盛放为何在试验室中盛放NaOH 溶液试剂瓶用橡溶液试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？皮塞而不用玻璃塞？2.试验室为何不用玻璃瓶盛装氢氟酸？试验室为何不用玻璃瓶盛装氢氟酸？想一想想一想SiO2 2NaOHNa2SiO3+H2O生成硅酸钠水溶液含有粘合性生成硅酸钠水溶液含有粘合性SiO2+4HF=SiF4+2H2O第21页3.用途：用途：制光导纤维、电子工业主要部件、光学仪器、制光导纤维、电子工业主要部件、光学仪器、耐高温化学仪器。利用石英晶体制造石英电子耐高温化学仪器。利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。表、石英钟等。光光学学纤纤维维胃胃镜镜第22页练习：练习：1、以下物质能与、以下物质能与SiO2起反应是起反应是 （）浓浓H2SO4 H2O 盐酸盐酸 HF KOH溶液溶液 氧化钙氧化钙 A、B、C、D、C第23页2.2.试验室现提供以下试剂瓶试验室现提供以下试剂瓶,细口磨细口磨口塞玻璃瓶瓶口塞玻璃瓶瓶广口瓶广口瓶细口橡皮塞玻细口橡皮塞玻璃瓶璃瓶棕色广口瓶棕色广口瓶细口塑料瓶，假如细口塑料瓶，假如你是试验室管理员你是试验室管理员,你将怎样存放以下药你将怎样存放以下药品品?你依据是什么你依据是什么?a.a.二氧化硅二氧化硅_ _ b.b.氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液_c.硝酸银晶体硝酸银晶体_ _ d.d.氢氟酸氢氟酸_e.e.浓硫酸浓硫酸_ _ 第24页3.3.指出以下反应中指出以下反应中SiO2SiO2所表现化学性质或作用，在所表现化学性质或作用，在A-A-E E选项中选择正确答案填入括号内。选项中选择正确答案填入括号内。SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O ()O ()SiOSiO2 2+2C=+2C=高温高温=Si+2COSi+2CO ()()SiOSiO2 2+3C=+3C=高温高温=SiC+2COSiC+2CO ()()SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4 +2H+2H2 2O O ()()A A、作为玻璃成份被消耗而使玻璃被腐蚀作为玻璃成份被消耗而使玻璃被腐蚀B B、弱氧化性弱氧化性 C C、酸性氧化物通性酸性氧化物通性D D、未参加氧化还原反应未参加氧化还原反应C CB BD DA A第25页四四.硅硅1、物理性质物理性质 硅有硅有晶体硅晶体硅和和无定形硅无定形硅两种。晶体硅是两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆固体。灰黑色、有金属光泽、硬而脆固体。硅结构硅结构类似于类似于金刚石金刚石，熔点和沸点都很，熔点和沸点都很高，硬度大。高，硬度大。导电性导电性介于导体和绝缘体之间。介于导体和绝缘体之间。第26页2.硅工业制法硅工业制法高温在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅方在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅方法制得粗硅。法制得粗硅。SiO2 2C Si（粗硅）（粗硅）2CO与氯反应：与氯反应：Si 2Cl2 SiCl4生成生成SiCl4液体经过精馏，用氢气还原：液体经过精馏，用氢气还原：SiCl4 2H2 4HCl Si（精硅）（精硅）高温高温第27页既不易失去电子既不易失去电子,也不易得到电子也不易得到电子3.结构结构4.化学性质化学性质常温下常温下，化学性质不活泼，除，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸氟气、氢氟酸和和强碱强碱外，硅不跟其它物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸外，硅不跟其它物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟氧气反应。等）起反应。在加热条件下，能跟氧气反应。Si O2 SiO2Si 2F2 SiF4Si2NaOH H2O Na2SiO3 2H2Si 4HF SiF4 2H2 第28页5.硅用途硅用途：作为良好半导体材料作为良好半导体材料制造集成电路、晶体管、硅整流器等制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件半导体器件制成太阳能电池制成太阳能电池可制成有良好导磁性、耐酸性合金。可制成有良好导磁性、耐酸性合金。第29页晶体管晶体管集成电路集成电路第30页卫星翅膀卫星翅膀汽车尾巴汽车尾巴在太阳能方面利用第31页地地壳壳中中某某主主要要元元素素生生产产各各种种产产品品在在当当代代高高科科技技中中占占主主要要位位置置，足足见见化化学学对对当当代代物物质质文文明明主主要要作作用用。比比如：如：光导纤维主要成份光导纤维主要成份 当前应用最多太阳能电池光电转化材料是当前应用最多太阳能电池光电转化材料是 神奇无比集成电路蕊片主成份神奇无比集成电路蕊片主成份 用用作作吸吸附附剂剂、催催化化剂剂载载体体人人造造分分子子筛筛大大多多是是一一类类为为 化合物化合物写出工业上制备该元素单质及提纯化学方程式写出工业上制备该元素单质及提纯化学方程式二氧化硅二氧化硅 半导体硅半导体硅 硅硅铝硅酸盐铝硅酸盐 第32页