含硅矿物与信息材料

随处可见的含硅化合物及产品根据所学知识回答：（2）硅元素在自然界中的存在（1）硅元素在地壳中含量仅次于氧，居第二位，约占地壳质量的四分之一。(3)主要形式是什么？（2）硅在自然界中没有游离态,只有化合态（1）硅元素在地壳中的含量怎样？硅(silicon)（3）硅元素化合态的主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅，据资料知地壳质量的92％是硅酸盐和二氧化硅。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☆硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物,约占地壳质量的5%.常见硅酸盐一、硅酸盐☆硅酸盐结构稳定复杂,种类繁多,通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成要领：两边元素价态不变格式：金属氧化物、二氧化硅、水(各氧化物前系数为整数比)金属氧化物顺序：按金属活动顺序表(K,Na,Ca…)拆分原则书写下列硅酸盐的氧化物形式1.辉石Mg2Si2O62.红柱石Al2SiO53.绿泥石Al4Si4O10(OH)84．绿帘石Ca2Al3Si3O12(OH)2MgO·2SiO2Al2O3·SiO22Al2O3·4SiO2·4H2O4CaO·3Al2O3·6SiO2·H2O(2)实际生产中选用水泥时，如何选择水泥？是否标号越高越好？美国“9·11”恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境灾难——石棉污染，使吸入石棉纤维者易患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为：Ca2MgxSiyO22(OH)2，X、Y的值分别为A8，3B5，8C3，8D5，5B思考：白榴石KAlSi2O6白云母KAl3Si3O10(OH)2沸石Na2(AlSi2O6)22H2O绿柱石Ba3Al2Si6O18矽线石Al2SiO5硬玉NaAl(Si2O6)正长石KAlSi3O8一、硅酸盐硅酸钠Na2SiO3性质:无色晶体,可溶于水,水溶液呈碱性(水溶液在空气中易变质)??,俗称“水玻璃(泡花碱)”用途:建筑用黏合剂，防腐防火材料硅酸盐种类很多,多数难溶于水,只有钾、钠盐是可溶的离子方程式?(3)若往Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸？Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓（原硅酸,白色胶状沉淀）Na2SiO3水溶液在空气中易变质或H2SiO3↓(1)在Na2SiO3溶液中通CO2有白色胶状沉淀：思考:上述反应的原理是什么?说明了什么?曾学过哪种类似的弱酸？强酸制弱酸,H2CO3的酸性强于H4SiO4/H2SiO3(2)在上面的沉淀中加入氢氧化钠沉淀会溶解吗？反应式：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O离子方程式：H2SiO3＋2OH-==SiO32-+2H2O物质性质比较原硅酸H4SiO4白色胶状沉淀弱酸硅酸H2SiO3白色沉淀弱酸不稳定易失水H4SiO4==H2SiO3+H2O△不稳定受热易分解H2SiO3==H2O+SiO2二、硅酸盐三大产品产品水泥普通玻璃陶瓷主要设备水泥回转窑玻璃熔炉原料石灰石和粘土纯碱,石灰石,过量石英粘土(制备过程)主要成份硅酸盐混合物Na2O·CaO·6SiO2硅酸盐混合物反应条件高温高温高温应用建筑不同特性玻璃有不同的用途生活及农业,化工生产,电子原子能工业及航天事业等二、硅酸盐产品变色玻璃钢化玻璃光学玻璃防火防弹玻璃玻璃生产的主要反应：SiO2+Na2CO3＝＝Na2SiO3+CO2↑,SiO2+CaCO3＝＝CaSiO3+CO2↑.高温高温返回水泥二、硅酸盐产品地砖二、硅酸盐产品陶瓷我国著名陶瓷新型陶瓷有特殊用途新型硅酸盐产品拓展视野氮化硅陶瓷制品新型陶瓷制成的人造骨二氧化硅（SiO2）晶体二氧化硅叫石英、水晶，天然二氧化硅叫硅石、石英砂。玛瑙水晶二氧化硅与信息材料二氧化硅：1.物理性质：坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。2.化学性质：①是酸性氧化物SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3高温不是硅酸盐②不能与水反应2.化学性质：①是酸性氧化物③在高温下与碳酸盐的反应SiO2+CaCO3==CO2+CaSiO3高温SiO2+Na2CO3==CO2+Na2SiO3高温④不与酸反应（除氢氟酸以外）你知道吗？玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？SiO2+4HF==SiF4+2H2O⑤弱氧化性SiO2+2C===Si+2CO高温3.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↑光学纤维胃镜二氧化硅的用途光导纤维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:2.将CO2通入下列物质溶液中,不会有沉淀产生的是（）A.CaCl2溶液B.石灰水C.饱和的Na2CO3溶液D.Na2SiO3溶液3.高岭土组成表示为Al2Si2OX(OH)Y,其X,Y数值分别是()A.7、2B.6、3C.5、4D.3、6AC1．下列工业生产，用石灰石作为原料的（）①用海水为原料生产镁，②制硅酸盐水泥，③制普通玻璃，④冶炼生铁，⑤制漂白粉。A.①②③④⑤B.②③④⑤C.①②③⑤D.①②③④A1．下列说法错误的是：（）A.在地壳中，硅元素大约占总质量的1/4，居第二位；B.硅元素在自然界中既有游离态又有化合态；C.硅元素与氧元素形成的氧化物和硅酸盐是构成岩石的基础；D.硅酸盐在自然界中能稳定存在。B2．水玻璃不具备的用途是（）A.耐酸水泥掺料；B.木材防腐剂；C.食品添加剂；D.建筑材料黏合剂。C6.将43克石英和60克石灰石在高温下反应，产生的气体在标况下的体积为（）A.5.6LB.11.2LC.13.44LD.6.72L7．钢化玻璃的重要用途之一是制造汽车的车窗，它是将普通玻璃加热变软后迅速冷却得到的，制造钢化玻璃的原料是()A．Na2CO3、CaCO3、SiO2B．Na2CO3、CaCO3、SiO2、硼酸盐C．K2CO3、CaCO3、SiO2D．Na2SiO3、CaCO3、PbOAC8．实验室中的Na2SiO3溶液长期放置，瓶底会出现白色沉淀，形成沉淀的离子方程式是取瓶中的上层清液滴入稀盐酸，既有气泡又有沉淀生成，其离子方程式为:SiO32-+H2O+CO2==H2SiO3↓+CO32-；CO32-+2H+==H2O+CO2↑；SiO32-+2H+==H2SiO3↓。9．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳定，工业上曾采用高纯硅与氮气在1300℃反应得到。（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是。A.制汽轮机叶片B.制有色玻璃C.制永久性模具D.制柴油机（2）氮化硅的化学式；（3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外它不与其他无机酸反应，试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式是A、C、DSi3N4Si3N4+12HF==3SiF4+4NH3.10．矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中的可溶部分生成。此处所指的风化作用是指矿物与水和二氧化碳同时作用的过程，例如钾长石（KAlSi3O8）风化生成高岭土（Al2Si2O5(OH)4）,此反应的离子方程式是2KAlSi3O8+2H2CO3+9H20==2K++2HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4,请问此反应能发生的原因是什么？答：反应中碳酸的酸性相对强于硅酸的酸性，化学反应中相对强的酸可以制弱的酸，所以反应可以进行。