第三单元-含硅矿物与信息材料VIP免费

第三单元含硅矿物与信息材料硅是带来人类文明的重要元素！光导纤维（SiO2）集成电路（Si）硅酸盐产品硅元素在地壳中的含量为27.72%，仅次于氧居第二位。自然界中，没有游离态的硅，硅主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，地壳的95%为硅酸盐矿。硅是组成地壳的基本元素！蛇纹石Mg6(Si4O10)(OH)8一、天然硅酸盐高岭石Al2Si2O5(OH)4钠长石NaAlSi3O8沸石Na2(AlSi2O6)2·2H2O绿柱石Be3Al2Si6O18云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2问题1：课本79页图3-16，硅酸盐的组成常用氧化物的形式表示。例如：红柱石Al2SiO5可改写为Al2O3·SiO2改写原则：各元素写成氧化物形式，保持化合价不变，原子个数比不变；氧化物之间用“·”连接，先金属氧化物，再写SiO2，最后写H2O。一、天然硅酸盐钠长石NaAlSi3O8高岭石Al2Si2O5(OH)4Na2O‧Al2O36‧SiO2Al2O32‧SiO22‧H2O二、硅酸盐产品水泥陶瓷玻璃水泥玻璃陶瓷主要原料主要设备\反应条件主要成分\主要性质石灰石黏土适量石膏水泥回转窑高温3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3水硬性纯碱石灰石石英高温高温玻璃熔炉Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或无固定熔沸点可制成各种形状黏土抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型Na2O‧CaO‧6SiO2制玻璃反应：Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高温高温硅酸钠：能溶于水的硅酸盐，水溶液称为水玻璃，用于木材的防腐和防火，也是建筑行业常用的黏合剂。三、硅酸钠(Na2SiO3)演示实验1：将两根小木条分别在蒸馏水和Na2SiO3溶液中浸泡过，分别在酒精灯上灼烧，观察现象。演示实验2：向Na2SiO3溶液中逐滴滴加稀盐酸，边滴边震荡，观察实验现象，并写出化学方程式。硅酸硅酸(H(H22SiOSiO33))：是一种：是一种难溶于水难溶于水的的弱酸弱酸,,它的它的酸性比酸性比盐酸和碳酸弱盐酸和碳酸弱。。向Na2SiO3溶液中通入CO2：Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl水晶制品石英表石英研钵石英坩埚光导纤维石英沙玛瑙水晶硅藻土思考1：二氧化硅有怎样的物理性质？二氧化硅物理性质：熔点1723℃，沸点2230℃，硬度很大，不溶于水。四、二氧化硅思考2：从类别的角度分析SiO2可能具有怎样的化学性质？请写出以下化学反应方程式1、SiO2与CaO反应2、SiO2与NaOH溶液反应3、SiO2与HF反应（生成四氟化硅气体与水）二氧化硅化学性质：化学性质很稳定，不活泼，除氢氟酸外不与其它酸反应，但能与碱性氧化物或强碱反应。SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2+CaO==CaSiO3高温SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O思考3：CO2和SiO2性质上存在哪些相似点和不同点？物质SiO2CO2不反应SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OSiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2OSiO2+CaO==CaSiO3高温CO2+H2OH2CO3不反应CO2+2NaOH==Na2CO3+H2OCO2+CaO==CaCO3无色无味气体坚硬难熔的固体物理性质与水反应与碱反应与碱性氧化物反应与酸反应SiO2结构CO2结构【讨论1】为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成有粘性的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。【讨论2】由于SiO2不与水反应，不能直接制得硅酸，在实验室里我们怎样得到硅酸？(2)Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl(1)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O制取纯硅:Si+2Cl2==SiCl4SiCl4+2H2==Si+4HCl硅晶片生产高温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。高温制取粗硅:SiO2+2C==Si+2CO↑思考4：工业上如何用SiO2制备高纯度硅？思考5：单质硅具有怎样的性质？有哪些用途？1、物理性质：熔、沸点都很高，硬度很大晶体硅的结构金刚石的结构五、硅的性质请写出硅与氧气、氯气、NaOH反应的化学方程式。2、化学性质：常温比较稳定，常温下与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应，但能和F2直接化合生成SiF4,也能和强碱反应生成硅酸盐和氢气。在加热时能跟O2等物质发生反应。太阳能电池板硅钢片硅晶体管硅及其化合物的转化关系SiO2SiO2HF或F2SiF4NaOHNa2SiO3HFNaOH或Na2CO3CaCO3CaSiO3CH2SiO3△NaOHH+或CO2或CaO小结