含硅化合物与信息材料.ppt

随处可见的含硅化合物及产品随处可见的含硅化合物及产品1.硅元素硅元素(silicon)在地壳中的含量在地壳中的含量一一.硅的存在硅的存在 2. 硅的氧化物及硅酸盐硅的氧化物及硅酸盐构成了构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土地壳中大部分的岩石、沙子和土壤壤二二.硅酸盐及其产品硅酸盐及其产品1. 1.硅酸盐组成的表示方法硅酸盐组成的表示方法 硅酸盐的种类多、结构很复杂，其组成表硅酸盐的种类多、结构很复杂，其组成表示方法一般有两种：示方法一般有两种：1）盐化学式法）盐化学式法如：硅酸钠如：硅酸钠Na2SiO3 、、硅酸钙硅酸钙CaSiO3等此法一般用于组成较简单的硅酸盐此法一般用于组成较简单的硅酸盐 2 2）盐氧化物法）盐氧化物法活泼金属氧化物活泼金属氧化物→→不不活泼金属氧化物活泼金属氧化物→→非非金属氧金属氧化物（化物（SiOSiO2 2））→→H H2 2O O；氧化物之间用；氧化物之间用““·”·”隔开如果同一元素出现了变价，那么低价在前，高价如果同一元素出现了变价，那么低价在前，高价在后，把水写在最后在后，把水写在最后对于复杂的硅酸盐，通常可用二氧化硅和金属对于复杂的硅酸盐，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。

氧化物的形式来表示其组成例如：例如：Na2SiO3 Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2ONa2O·SiO2CaO· 3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2 Na2O·CaO·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3MgO·2SiO2 ·2H2OCaO·Al2O3·SiO2 练习：把下列式子改写成氧化物的形式练习：把下列式子改写成氧化物的形式1 1、蛇纹石：、蛇纹石：H H4 4MgMg3 3SiSi2 2O O9 92 2、、钙长石：钙长石：CaAlCaAl2 2SiOSiO6 63 3、石棉：、石棉：CaMgCaMg3 3SiSi4 4O O12124 4、正长石：、正长石：KAlSiKAlSi3 3O O8 85 5、普通玻璃、普通玻璃: :NaNa2 2CaSiCaSi6 6O O14146 6、黏土：、黏土：AlAl2 2(Si(Si2 2O O5 5)(OH))(OH)4 42.硅酸盐的性质硅酸盐的性质 Na2SiO3的性质的性质 Na2SiO3俗称俗称“泡花碱泡花碱”，其水溶液俗称，其水溶液俗称“水玻水玻璃璃”。

水玻璃是一种无色黏稠的液体，显碱性，易水玻璃是一种无色黏稠的液体，显碱性，易吸收空气中的吸收空气中的CO2生成硅酸沉淀生成硅酸沉淀Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaClNa2SiO3 + CO2+H2O= H2SiO3↓+ Na2CO3▲硅酸钠要密封保存硅酸钠要密封保存用途：黏合剂，防腐剂、防火剂用途：黏合剂，防腐剂、防火剂制备：制备：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OH2SiO3的性质：的性质：1、难溶于水，是一种极弱的酸、难溶于水，是一种极弱的酸（（H2SiO3 ﹤H2CO3））2、热稳定性差，受热易分解、热稳定性差，受热易分解 H2SiO3===SiO2+H2O3、能溶于强碱溶液、能溶于强碱溶液 H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O∆（（3）三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃）三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃t1 1）陶瓷）陶瓷陶器的制作工序陶器的制作工序1）陶瓷•是人类进行的最早最早的硅酸盐工业加工工艺，也是人类从事的最早的化学工艺•主要原料是黏土黏土2）水泥）水泥A.主要成分主要成分硅硅酸酸三三钙钙（（3CaO•SiO2)、、硅硅酸酸二二钙钙（（2CaO•SiO2））铝酸三钙（铝酸三钙（3CaO•Al2O3））B.制备：制备：a.原料：黏土、石灰石、石膏（适量）原料：黏土、石灰石、石膏（适量）b.设备：水泥回转窑设备：水泥回转窑c.条件：高温锻烧条件：高温锻烧d.加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度水泥回转窑水泥回转窑雄伟的体育馆雄伟的体育馆让人骄傲的三峡工程让人骄傲的三峡工程世贸大厦世贸大厦3）玻璃）玻璃A.原料：纯碱原料：纯碱、、石灰石、石英（石灰石、石英（SiO2)B.设备：玻璃熔炉设备：玻璃熔炉C.条件：高温熔融条件：高温熔融D.成分：成分： Na2SiO3 、、CaSiO3 、、SiO2E.主要反应：主要反应：Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑F.种类：普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光种类：普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等高温高温高温高温三三. .二氧化硅二氧化硅（（ SiOSiO2 2 ））二氧化硅广泛存二氧化硅广泛存在于自然界中，在于自然界中，与其他矿物共同与其他矿物共同构成了岩石。

天构成了岩石天然然二氧化硅也叫二氧化硅也叫硅石硅石，是一种坚，是一种坚硬难熔的固体硬难熔的固体1.存在：存在：水水晶晶玛瑙玛瑙2.物理性质：物理性质：固体固体熔沸点比较高熔沸点比较高不溶于水不溶于水硬度比较大硬度比较大联想联想-------沙子沙子3.化学性质：化学性质：二氧化碳CO2二氧化硅SiO2物质分类与碱性氧化物反应与碱反应与水反应联想联想CO2均属于酸性氧化物均属于酸性氧化物CO2 ＋＋ CaO＝＝CaCO3CO2 ＋＋2NaOH＝＝ Na2CO3+H2OCO2 ＋＋ H2O＝＝H2CO3不反应不反应SiO2 ＋＋2NaOH＝＝ Na2SiO3+H2OSiO2 ＋＋ CaO CaSiO3高温高温1. 为为什么在什么在实验实验室中盛放室中盛放NaOH 溶液的试剂瓶溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？用橡皮塞而不用玻璃塞？ NaOH与与SiO2反应生成有黏性的硅酸钠黏住瓶反应生成有黏性的硅酸钠黏住瓶口口2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？SiO2与与HF反应反应3.某同学根据某同学根据SiO2既可与碱反应既可与碱反应,也能与也能与氢氟酸反氢氟酸反应应,推断推断SiO2为两性氧化物为两性氧化物.是否正确是否正确?不正确，不正确，SiO2是酸性氧化物是酸性氧化物想一想想一想想一想想一想SiO2 + 4HF =SiF4 ↑+ 2H2OSiO2 ＋＋ CaO CaSiO3高温高温SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 ↑高温高温A.酸性氧化物酸性氧化物B.与盐反应与盐反应C.亲氟性亲氟性SiO2 +Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑高温高温（（雕刻玻璃）雕刻玻璃）SiO2 ＋＋2NaOH＝＝Na2SiO3+H2OD.氧化性氧化性SiO2＋＋2C Si ＋＋ 2CO↑高温高温高纯度的硅的制取：高纯度的硅的制取：Si+2Cl2===SiCl4高温高温（工业上制取粗硅）（工业上制取粗硅）SiCl4+2H2===Si+4HCl高温高温5.用途：用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器。

利用石英晶体制造石英电子耐高温化学仪器利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等表、石英钟等光光学学纤纤维维胃胃镜镜二氧化硅的用途二氧化硅的用途练习：练习：1、下列物质能与、下列物质能与SiO2起反应的是起反应的是 （（ ））①①浓浓H2SO4 ②②H2O ③③盐酸盐酸 ④④HF ⑤⑤KOH溶液溶液 ⑥⑥氧化钙氧化钙 A、、①②⑥①②⑥ B、、②④②④ C、、④⑤⑥④⑤⑥ D、、③④⑤⑥③④⑤⑥ C2.2.实验室现提供下列试剂瓶实验室现提供下列试剂瓶, ①, ①细口磨细口磨口塞玻璃瓶口塞玻璃瓶②②广口瓶广口瓶③③细口橡皮塞玻璃细口橡皮塞玻璃瓶瓶④④棕色广口瓶棕色广口瓶⑤⑤细口塑料瓶，如果你细口塑料瓶，如果你是实验室管理员是实验室管理员, ,你将如何存放下列药品你将如何存放下列药品? ?你的依据是什么你的依据是什么? ?a.a.二氧化硅二氧化硅______ ______ b.b.氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液________c.硝酸银晶体硝酸银晶体_____ _____ d.d.氢氟酸氢氟酸______e.e.浓硫酸浓硫酸____ ____ ②②③③④④⑤⑤①①3.3.指出下列反应中指出下列反应中SiOSiO2 2所表现的化学性质或作用，在所表现的化学性质或作用，在A-A-D D选项中选择正确答案填入括号内。

选项中选择正确答案填入括号内①①SiOSiO2 2+2NaOH==Na+2NaOH==Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O ( )O ( )②②SiOSiO2 2+2C=+2C=高温高温= =Si+2COSi+2CO  ( )( )③③SiOSiO2 2+3C=+3C=高温高温= =SiC+2COSiC+2CO  ( )( )④SiO④SiO2 2+4HF==SiF+4HF==SiF4 4   +2H+2H2 2O O ( )( )A A、、作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B B、、弱氧化性弱氧化性 C C、、酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性D D、、未参加氧化还原反应未参加氧化还原反应C CB BD DA A四四.硅硅1、、物理性质物理性质 •晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。

的固体•硅的结构硅的结构类似于类似于金刚石金刚石，熔点和沸点都，熔点和沸点都很高，硬度大很高，硬度大•导电性导电性介于导体和绝缘体之间介于导体和绝缘体之间既不易失去电子既不易失去电子,也不易得到电子也不易得到电子2.结构结构3.化学性质化学性质 常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应在加热条件下，能跟硫酸、硝酸等）起反应在加热条件下，能跟一些非金属反应一些非金属反应Si ＋＋ O2 SiO2Si ＋＋ 2F2 SiF4Si＋＋2NaOH ＋＋ H2O ＝＝ Na2SiO3 ＋＋ 2H2↑Si ＋＋ 4HF ＝＝ SiF4 ↑ ＋＋ 2H2 ↑4.硅的用途硅的用途：：•硅是一种重要的非金属单质，它的用硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛作为良好的半导体材料，途非常广泛作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。

酸性的合金晶体管晶体管集成电路集成电路卫星的翅膀卫星的翅膀汽车的尾巴汽车的尾巴在太阳能方面的利用地地壳壳中中某某主主要要元元素素生生产产的的多多种种产产品品在在现现代代高高科科技技中中占占重重要要位位置置，，足足见见化化学学对对现现代代物物质质文文明明的的重重要要作作用用例如：例如：①①光导纤维的主要成分光导纤维的主要成分 ②②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ③③神奇无比的集成电路蕊片的主成分神奇无比的集成电路蕊片的主成分 ④④用用作作吸吸附附剂剂、、催催化化剂剂的的载载体体的的人人造造分分子子筛筛大大多多是是一类为一类为 的化合物的化合物⑤⑤写写出出工工业业上上制制备备该该元元素素的的单单质质及及提提纯纯的的化化学学方方程程式式二氧化硅二氧化硅 半导体硅半导体硅 硅硅铝硅酸盐铝硅酸盐 。