【中国大英博物馆】含硅矿物与信息材料

第三单元硅元素在地壳中的含量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。硅酸盐矿物与硅酸盐产品页岩滑石云母白云石一、硅酸盐矿物砂岩一、硅酸盐矿物锆石ZrSiO4红柱石Al2SiO5钙铝石榴子石Ca3Al2Si3O12镁橄榄石Mg2SiO4和田玉Ca2Mg5(OH)2(Si4O11)2用氧化物形式表示硅酸盐一、硅酸盐矿物活泼金属氧化物·不活泼金属氧化物·SiO2·H2ONa2O·CaO·6SiO2硅酸钠：Na2SiO3Na2O·SiO2石棉：CaMg3Si4O12长石：KAlSi3O8普通玻璃：CaNa2Si6O14CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2用氧化物形式表示硅酸盐一、硅酸盐矿物高岭土Al2Si2O5(OH)4白云母K2Al6Si6(OH)8O18钾长石KAlSi3O8Al2O3·2SiO2·2H2OK2O·3Al2O3·6SiO2·4H2OK2O·Al2O3·6SiO2二、硅酸盐产品1、陶瓷土器、陶器、炻器、瓷器传统陶瓷厨房用具卫生用具艺术品先进陶瓷烧蚀材料压电陶瓷高压钠灯电子神鼻纳米陶瓷土器享有盛誉的中国古代陶瓷陶器炻器汝哥钧定瓷器官二、硅酸盐产品2、硅酸钠（Na2SiO3）可溶于水，水溶液俗称“水玻璃”(大多数硅酸盐的结构很复杂，一般都不溶于水。)建筑行业常用黏合剂木材、纺织品防火防腐鸡蛋保鲜SiO32-+2H+=H2SiO3↓SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-实质：SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓(原硅酸)H4SiO4=H2O+H2SiO3(干胶)化学性质：与盐酸反应：与CO2反应：SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。二、硅酸盐产品2、玻璃石英(SiO2)、纯碱、石灰石玻璃熔炉高温Na2O·CaO·6SiO2原料：设备：条件：主要成分：普通玻璃钢化玻璃成分相同石英玻璃(SiO2)有色玻璃变色玻璃玻璃微珠玻璃钢二、硅酸盐产品3、水泥（2）用途：建筑材料混凝土水泥沙浆（1）特性：水硬性（3）普通硅酸盐水泥工业制法：原料：黏土（铝硅酸盐）、石灰石设备：水泥回转窑条件：高温添加剂：石膏（调节水泥硬化速度）二、硅酸盐产品5、分子筛小结：硅在自然界的含量和存在形式用氧化物形式表示硅酸盐几种常见硅酸盐产品的性质和用途水泥玻璃陶瓷硅酸盐产品硅酸盐工业问题：什么是硅酸盐工业？硅酸盐矿物与硅酸盐产品以含硅以含硅物质为原料制得硅酸盐产品的工业硅酸盐产品简介：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：3CaO·SiO2硅酸二钙：2CaO·SiO2铝酸三钙：3CaO·Al2O3水硬性玻璃纯碱石灰石石英玻璃窑高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2作业：课本P831、6、7作业本硅矿山硅石二、二氧化硅性质1、物理性质：熔沸点很高，硬度很大，不溶于水的固体.2、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，属酸性氧化物。化合物化学性质二氧化碳二氧化硅(SiO2)相同点酸性氧化物与碱性氧化物反应与强碱反应与水反应CO2+CaO=CaCO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O与氢氟酸不反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O不反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2+CaO=CaSiO3高温弱氧化性CO2+C=2CO高温SiO2+2C=Si+2CO↑高温特殊性(CO2)CO2+H2OH2CO3小结: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：】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？(玻璃中含有SiO2)实验:向饱和Na2SiO3溶液中滴入稀盐酸现象结论方程式滴入盐酸有透明的硅酸凝胶产生硅酸难溶于水,酸性比盐酸弱Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl探究：如何利用SiO2制取硅酸？写出相应的化学方程式。硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱(2)Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓或Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl(1)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O制取含氧酸的常用方法有哪些？以二氧化硅为原料制取硅酸:实验室能否用二氧化硅能与水反应制取硅酸？探究：如何利用SiO2制取硅酸？装饰品石英坩埚光导纤维石英手表光学仪器精密仪器轴承耐磨器皿SiO2二氧化硅的用途(3)归纳出硅的化学性质，与碳的化学性质有什么相同点和不同点。阅读课文P82最后一段及P83的内容，思考以下问题:(1)硅元素在自然界中的存在形式,工业上高纯度的硅是如何制取的？(2)单质硅的主要物理性质？(4)单质硅的主要用途。硅的制取制取纯硅:Si+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si+4HCl硅晶片生产硅熔炉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↑C１、下列物质的主要成分不是SiO2的是（）A、石英B、水晶C、金刚砂D、玛瑙２、下列物质不与水反应的是（）A、CaOB、CO2C、SiO2D、SO2C３、下列试剂的存放方法，正确的是：（）A．氢氧化钠、纯碱以及水玻璃要存放在带磨砂玻璃塞的试剂瓶中B．氢氟酸盛放在棕色玻璃试剂瓶C．液溴盛放在棕色广口瓶中D．氯水盛放在棕色细口瓶中D４、将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可选用的器皿是()A.铁坩埚B.石英坩埚C.石墨坩埚D.蒸发皿AC5、用一种试剂证明生石灰中含有石灰石和石英，下列试剂适宜的是()A、盐酸B、NaOH溶液C、氯化钠溶液D、氢氟酸硅及其化合物的转化关系SiO2SiO2HF或F2SiF4NaOHNa2SiO3NaOH或Na2CO3CaCO3CaSiO3CH2SiO3△NaOHH+或CO2或CaO小结