硅及其化合物[A类基础].ppt
专题3 从矿物到基础材料第三单元 含硅矿物与信息材料,1,a教类,硅元素是地壳中含量仅次于氧元素，约占地壳总量的26.30 %,在自然界中硅只以化合态的形式存在。,含量：OSi Al Fe,2,a教类,一. 硅单质（Si）,1.物理性质：,带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大.,良好的半导体材料,2.用途：,将太阳能转换为电能的材料,硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心,硅太阳能电池,3,a教类,3.化学性质,常温下，不与硫酸、盐酸、硝酸等反应，与强碱反应。,Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 +2H2,加热时，能与一些非金属反应。,4,a教类,4.制备提纯,（制粗硅）,粗硅提纯：,5,a教类,二、二氧化硅 1.存在形式：沙子、石英、水晶、玛瑙、硅藻土,6,a教类,熔点高，硬度大，不溶于水,化学稳定性好，除氢氟酸（HF）外一般不与其他酸反应,2.物理性质：,3.化学性质：,与氢氟酸（HF）,SiO24HF = SiF42H2O,用氢氟酸“刻”出的玻璃工艺品,应用：刻蚀玻璃,氢氟酸保存在塑料瓶,7,a教类,（2）弱氧化性,（3）酸性氧化物,SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,硅酸钠可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，黏性很强，可以作黏胶剂和木材防火剂。,思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？,NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘结而无法打开。盛装碱性溶液的试剂瓶不用玻璃塞而用橡胶塞。,8,a教类,二氧化硅的应用,各种水晶饰品,光学纤维胃镜,9,a教类,4.用途：,(1)SiO2光导纤维的主要原料。(2)石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。(3)水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。(4)石英砂常用作制玻璃和建筑材料。,10,a教类,光导纤维,11,a教类,三、硅酸（ H2SiO3）,白色固体，难溶于水。酸性极弱，比H2CO3弱。,（1）物理性质：,（2）制备：,注意：SiO2不能与水化合成H2SiO3,Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3+ 2NaCl,SiO32- + 2H+ = H2SiO3,强酸制弱酸,想一想：怎样设计实验证明硅酸的酸性比H2CO3的还弱？,Na2SiO3 + H2O + CO2 = H2SiO3 + Na2CO3,12,a教类, H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O,（3）化学性质：,13,a教类,锆石矿与锆石首饰(ZrO2SiO2),红柱石与红柱石饰物(Al2O3SiO2),常见硅酸盐矿物,14,a教类,钙铝石榴子石(CaOAl2O33SiO2),镁橄榄石(2MgOSiO2),15,a教类,四、硅酸盐,1.定义：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异。,2.表示：通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。,硅酸钠：Na2SiO3高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 长石：KAlSi3O8,K2OAl2O36SiO2,Na2OSiO2,Al2O32SiO22H2O,3.方法：,较活泼金属氧化物较不活泼金属氧化物SiO2 H2O,硅酸盐绝大部分都难溶于水，除了Na2SiO3 K2SiO3 (NH4)2SiO3,16,a教类,1.水泥：,原料：石灰石 、黏土、 石膏设备：水泥回转窑,成分：2CaOSiO2 3CaOSiO2 3CaOAl2O3,五、硅酸盐产品,17,a教类,2.玻璃：,原料：纯碱、石灰石、石英设备：玻璃窑,玻璃的成分：Na2SiO3 CaSiO3 SiO2,18,a教类,变色玻璃,钢化玻璃,光学玻璃,防火防弹玻璃,19,a教类,3.陶瓷：,原料：黏土,如：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具等,20,a教类,古代制陶过程,21,a教类,一些具有特殊功能的含硅物质,碳化硅(SiC，俗称金刚砂)：硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。 硅钢：(含4%硅)，导磁性良好，用作变压器铁芯。硅橡胶：既耐高温又耐低温，用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等。分子筛：(一种具有均匀微孔结构的铝硅酸盐)主要用作吸附剂和催化剂。,22,a教类,1.下列变化中，不可能通过一步反应实现的是（ ）ASiO2Na2SiO3 BSiO2H2SiO3CCuSO4CuCl2 DCu(OH)2Cu,巩固练习,BD,23,a教类,2.下列离子在水溶液中能大量共存的是（ ） AH+、K+、HCO3-、Ca2+ BOH-、Na+、Mg2+、HCO3- CNa+、H+、Cl-、NO3- DNa+、SiO32-、H+、Cl-,C,3.下列离子方程式正确的是（ ） A水玻璃加盐酸：SiO32-+2H+=H2SiO3 B小苏打溶液和烧碱溶液： HCO3-+OH-=CO32-+H2O C石灰石溶于盐酸：CO32-+2H+=H2O+CO2 D石英溶于NaOH溶液： Si4+2O2-+2OH-=SiO32-+H2O,AB,24,a教类,4、选适当试剂或方法除去下列物质中的杂质（括号内为杂质）。(1)SiO2(CaCO3) ； (2)SiO2 (I2) ；(3)NaCl (SiO2) ；(4)SiO2 (H2SiO3) ；(5)Fe2O3 (SiO2) ；(6)Si (Fe) 。,稀盐酸 过滤,加热,水 过滤,加热,氢氧化钠溶液 过滤,稀盐酸 过滤,25,a教类,5、设计以SiO2为原料制取硅酸的反应路径， 请写出过程中的离子反应方程式。,26,a教类,
