第三单元-含硅矿物与信息材料.pptx

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,2019/6/27,#,组织建设,含硅矿物与信息材料,学习目标,了解晶体硅的性质,掌握晶体硅的制备和应用,学习新知,一、硅,1.,在自然界的存在,Si,在地壳中的含量仅次于,O,，,Si,在自然界无游离态存在，只有化合态。,学习新知,2.,硅的物理性质及用途,硅晶体熔点、沸点高，硬度大，为重要的,半导体材料,。,用于制造太阳能电池电池,用于制造大规模集成电路,（,2,）主要用途,（,1,）物理性质,手机电板,一、硅,学习新知,3.,硅的制取,常温,下，硅性质稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等都很难反应。但能与,NaOH,溶液反应。,Si+2Cl,2,SiCl,4,SiO,2,+2C Si+2CO,SiCl,4,+2H,2,Si+4HCl,4.,硅的化学性质,得到的为粗硅,粗硅的提纯：,一、硅,生活常识,1966,年前香港中文大学校长高锟和,George A.Hockham,，在标准电话实验室共同提出,光纤,可以用于通讯传输的设想，两人因此获得,2009,年诺贝尔物理学奖，高锟也被誉为“光纤通讯之父”。,光纤是现代信息技术中的又一重要角色。,学习新知,二、二氧化硅,二氧化硅广泛存在于自然界中，有,结晶形,和,无定形,两大类。,1.,二氧化硅在自然界的存在,硅藻土,硅藻土原土,紫水晶,石英砂,学习新知,二氧化硅是熔沸点很高，硬度很大，导光能力强。,2.,二氧化硅的物理性质及用途,石英玻璃管,石英坩埚,石英镜片,石英玻璃耐高温、膨胀系数低、化学稳定性和电绝缘性能良好。,（,2,）二氧化硅用途,（,1,）物理性质,二、二氧化硅,归纳小结,制光导纤维,制石英玻璃,制石英表、石英钟,制工艺品,建筑的基本材料,（,2,）二氧化硅用途,生活常识,电子胃镜,光纤内窥镜之一,光缆,光导纤维,现代大容量通讯主要传输介质,SiO,2,用于制光导纤维,生活常识,石英晶体用于制作石英振荡器,(,利用压电效应,),用于家用电器、通讯设备、石英钟表等,目前，最好的石英钟，每天的计时能准到十万分之一秒，也就是经过差不多,270,年才差,1,秒。,石英振荡器,石英晶体,学习新知,（,2,）酸性氧化物的通性,（,1,）与氢氟酸反应,(,雕刻玻璃）,3.,化学性质,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,SiO,2,+CaO CaSiO,3,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,与碱性氧化物反应,与碱反应,氢氟酸不能存放在玻璃瓶中,注意,二、二氧化硅,交流与讨论,碱性溶液是否能用玻璃瓶存放？,试剂瓶是否能用玻璃塞？,原因：,NaOH,溶液能与玻璃中的,SiO,2,反应生成,Na,2,SiO,3,，使瓶塞部分粘结而无法打开。,注意,盛有,碱性溶液,的试剂瓶只能用橡皮塞，不能用玻璃塞。,学习新知,三、硅酸盐矿物,红柱石,Al,2,O,3,SiO,2,锆石,ZrO,2,SiO,2,钙铝石榴子石,3CaOAl,2,O,3,3SiO,2,镁橄榄石,2MgOSiO,2,硅酸盐结构复杂一般用氧化物的形式表示其组成,方法：所有的元素均以氧化物形成表示,顺序：,活泼金属氧化物,较活泼金属氧化物,二氧化硅,水,正长石：,KAlSi,3,O,8,K,2,OAl,2,O,3,3SiO,2,学习新知,四、,硅酸盐产品,1.,水玻璃（硅酸钠水溶液）,建筑用黏合剂；,木材、纺织品的防腐剂、防火剂。,2.,陶瓷,时大彬款紫砂雕漆四方壶,故宫博物院藏,(,明,),宜兴窑,青花双凤纹玉壶春瓶,国家博物馆藏,元,),景德镇窑,在空气中变质：,Na,2,SiO,3,+CO,2,+H,2,O=H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,学习新知,3.,水泥,生产原料：,主要原料：黏土、石灰石,辅料：石膏,生产设备：,水泥回转窑,四、,硅酸盐产品,学习新知,4.,玻璃,(,以普通玻璃为例,),生产原料：,石灰石、纯碱、石英,生产设备：,玻璃熔炉,主要成分：,Na,2,OCaO6SiO,2,玻璃熔炉与工业机器人,主要反应：,Na,2,CO,3,+SiO,2,Na,2,SiO,3,+CO,2,CaCO,3,+SiO,2,CaSiO,3,+CO,2,四、,硅酸盐产品,本课小结,硅,含硅矿物与信息材料,二氧化硅,硅酸盐产品,自然界的存在,硅的物理性质及用途,硅的制取,硅的化学性质,水玻璃,硅酸盐矿物,自然界的存在,二氧化硅的物理性质及用途,硅的化学性质,陶瓷,水泥,玻璃,1,、,下列物质能与二氧化硅起化学反应的是,(,),浓硝酸,水,王水,氢氟酸,KOH,溶液,A,B,C,D,C,当堂巩固,当堂巩固,2,、,近年来，具有特殊功能的陶瓷材料迅速发展，如高温结构陶瓷、透明陶瓷和超导陶瓷等。高温结构陶瓷包括氮化硅、碳化硅等。,(1),氮化硅可用多种方法合成，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在,1300,反应后获得。,氮化硅的化学式为,_,；,SiO,2,与,C,制粗硅的化学方程式为,_,；,Si,3,N,4,SiO,2,2C=Si,2CO,高温,氢氟酸不能用玻璃瓶盛装，原因是,_(,请用化学方程式表示,),；,步骤,经过冷凝得到的,SiHCl,3,(,沸点,33.0),中含有少量的,SiCl,4,(,沸点,57.6),和,HCl(,沸点,84.7),，提纯,SiHCl,3,的主要化学操作的名称是,_,。,SiO,2,4HF=SiF,4,2H,2,O,蒸馏,(2),碳化硅材料硬度高、耐磨削、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、高热导率、高化学稳定性，因此用途广泛。工业上利用高纯度石英砂和焦炭在电阻炉内生产碳化硅。,该反应的化学方程式为,_,；,下列说法不正确的是,_,。,A,由于碳化硅具有高熔点、化学惰性，所以可用作耐火材料和耐腐蚀材料,B,碳化硅半导体在通讯领域具有广阔的应用前景,C,碳化硅由于化学性质稳定，故可以用作耐高温陶瓷,D,常温下，碳化硅可以和碱反应生成,Na,2,SiO,3,和,CH,4,CD,SiO,2,3C=SiC,2CO,高温,