第三单元　含硅矿物与信息材料.pptx

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1、含硅矿物与信息材料授课教师：郭瑞一、自然界中的硅元素1、硅在地壳中的含量O48.60%Si26.30%Al7.73%Fe4.75%2、硅在自然界里的存在形式化合态（二氧化硅、硅酸盐）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、约占地壳总量的90%以上。几种常见硅酸盐矿物的组成二、丰富多彩的硅酸盐矿物锆石ZrSiO4红柱石Al2SiO5钙铝石榴子石Ca3Al2Si3O12镁橄榄石Mg2SiO4硅酸盐的氧化物形式表示二、丰富多彩的硅酸盐矿物锆石：ZrSiO4ZrO2·SiO2红柱石：Al2SiO5Al2O3·SiO2钙铝石榴子石：Ca3Al2Si3O123CaO·Al2O3

2、·3SiO2镁橄榄石：Mg2SiO42MgO·SiO2很多硅酸盐结构比较，通常将其改写成形式。复杂氧化物自主学习：把下列式子改写成氧化物的形式1、石棉：CaMg3Si4O122、高岭土：Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O钙铝石榴子石Ca3Al2Si3O123CaO·Al2O3·3SiO2CaO·3MgO·4SiO2硅酸钠（Na2SiO3）的性质与应用①硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性，易吸收空气中的CO2生成硅酸沉淀。常用作黏合剂、防腐剂和耐火材料。②制备硅酸：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl想一想：硅酸钠

3、的水溶液应该如何保存？隔绝空气、橡皮塞陶瓷主要原料：黏土（其主要成分为Al2O3·2SiO2·2H2O）三、传统的硅酸盐产品人面鱼纹彩陶盆新石器时代·仰韶文化（约公元前5000～前3000年）现代陶瓷的应用陶瓷刀高速轴承氮化硅陶瓷转子陶瓷发热片陶瓷骨骼光学陶瓷水泥玻璃变色玻璃钢化玻璃光学玻璃防火防弹玻璃拓展视野：都是“玻璃”，它们的组成一样吗？下列物质中和普通玻璃组成相同的是：（）A、有色玻璃B、钢化玻璃C、石英玻璃D、光学玻璃E、防弹玻璃F、有机玻璃玻璃小贴士：有色玻璃：在普通玻璃中加入着色剂呈现不同颜色石英玻璃：以纯净的石英为主要原料制成的玻璃，成分仅为SiO2光学玻璃：硼酸盐

4、或硅酸盐玻璃加入稀土等对光敏感的物质防弹玻璃：由玻璃或有机玻璃和优质工程塑料经特殊加工得到的一种复合材料有机玻璃：一种有机高分子材料（聚甲基丙烯酸甲酯）B钢化玻璃：将普通玻璃加热到700度左右，再进行快速均匀的冷却而得到的玻璃陶瓷水泥普通玻璃主要原料设备生产条件主要成分黏土窑硅酸盐高温煅烧黏土、石灰石水泥回转窑硅酸盐高温煅烧纯碱、石灰石、石英玻璃熔炉Na2O•CaO•6SiO2高温熔融普通玻璃的生产：原料：石英（SiO2）、纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）反应原理：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑高温普通玻璃

5、的组成：Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2或Na2O·CaO·6SiO2玻璃（1）存在二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英、水晶、硅藻土等的主要成分都是二氧化硅。石英砂四、二氧化硅与信息材料（2）结构二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的，晶体中硅原子和氧原子的个数比为1:2。空间网状结构每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原子周围与2个Si原子相结合。（3）物理性质二氧化硅熔沸点很高，硬度很大，难溶于水。（4）化学性质1、酸性氧化物的通性2、与氢氟酸反应3、弱氧化性SiO2+CaO==CaSiO3高温此反应常用于雕刻玻璃SiO2+2C=S

6、i+2CO↑高温SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O水玻璃（有粘性）（5）用途（3）光学镜片；（1）制玻璃的原料；（2）石英坩埚；（4）光导纤维；（5）工业制硅的原料。硅单质五、硅1.硅的工业制取SiCl4+2H2=Si+4HCl高温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。制取粗硅:高温SiO2+2C=Si+2CO↑制取纯硅:Si+2Cl2=SiCl4高温2.硅的物理性质熔点、沸点高，硬度大的半导体材料。3.硅的化学性质在常温下比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应。Si+2NaOH+

7、H2O=Na2SiO3+2H2↑Si+4HF=SiF4↑+2H2↑常温加热条件下，能跟一些非金属反应。Si＋2F2＝SiF4Si+O2==SiO2Δ4.硅的用途卫星的翅膀汽车的尾巴集成电路晶体管太阳能电池太阳能电池制备硅单质时，主要化学反应如下：(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑(2)Si＋2Cl2SiCl4（3）SiCl4＋2H2Si＋4HCl下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是A.（1）（3）为置换反应B.（1）（2）（3）均为氧化还原反应C.（2）为化合反应D