第三单元含硅矿物与信息材料3-1.ppt

第三单元第三单元 含硅矿物与信息材料含硅矿物与信息材料l3.认识单晶硅的使用给现代人类文明进程认识单晶硅的使用给现代人类文明进程所带来的重大影响。激发学生研究、发所带来的重大影响。激发学生研究、发现新材料的意识。现新材料的意识。l1.了解硅在自然界的存在形式了解硅在自然界的存在形式,了解硅及了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切关其化合物的应用与人类文明发展的密切关系。系。l2.知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。学习目标学习目标3-1硅酸盐矿物与硅酸盐产品硅酸盐矿物与硅酸盐产品1、硅的分布与存在l存在：没有游离态，只有化合态存在：没有游离态，只有化合态l分布：以二氧化硅和硅酸盐在自然界中分布：以二氧化硅和硅酸盐在自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的主要成分。氧。是构成矿物和岩石的主要成分。镁橄榄石橄榄石锆石2、硅酸盐组成的表示方法、硅酸盐组成的表示方法l硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。其组成。l注意事项：系数配置出现分数时，应化为整数注意事项：系数配置出现分数时，应化为整数l表示顺序：第一列元素金属氧化物表示顺序：第一列元素金属氧化物第二列第二列元素金属氧化物元素金属氧化物二氧化硅二氧化硅水水正长石正长石高岭土高岭土KAlSi3O8K2OAl2O36SiO2Al2O32SiO22H2OAl2Si2H4O9镁橄榄石镁橄榄石钙铝石榴子石钙铝石榴子石红柱石红柱石锆石锆石矿物矿物组成组成氧化物的形式氧化物的形式ZrSiO4ZrO2SiO2Al2O3SiO23CaOAl2O33SiO2Ca3Al2Si3O12Al2SiO5Mg2SiO42MgOSiO2二、二、硅酸盐产品硅酸盐产品水泥、玻璃、陶瓷（一）、水泥工业（一）、水泥工业（二）、玻璃工业（二）、玻璃工业（三）、陶（三）、陶瓷瓷以含硅物质为原料经加热制成硅酸以含硅物质为原料经加热制成硅酸盐材料的制造工业叫盐材料的制造工业叫硅酸盐工业硅酸盐工业。简 介水泥是重要的建筑材料水泥具有水泥具有水硬性水硬性，跟水掺和搅拌并经静置后，跟水掺和搅拌并经静置后很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良的特性，很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良的特性，被用作建筑材料。由于它在水中也能硬化，因此被用作建筑材料。由于它在水中也能硬化，因此是水下工程必不可少的材料。是水下工程必不可少的材料。以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥。细粉就得到普通水泥。l 普通水泥的主要成分普通水泥的主要成分(了解了解)：l硅酸三钙（硅酸三钙（3CaOSiO2）、）、l硅酸二钙（硅酸二钙（2CaOSiO2）、）、l铝酸三钙（铝酸三钙（3CaOAl2O3）等。等。l石膏的作用：调节水泥的硬化速度石膏的作用：调节水泥的硬化速度 中国在1889年于唐山建立了第一座水泥厂。1906年在唐山成立启新洋灰股份有限公司。1949年的水泥产量为660千吨，到1984年已达120万吨，水泥的品种也从单一的硅酸盐水泥发展到60多个品种。特种水泥快硬水泥，抗硫酸盐水泥，快硬水泥，抗硫酸盐水泥，油井水泥，膨胀水泥，油井水泥，膨胀水泥，耐火水泥，白色水泥，耐火水泥，白色水泥，彩色水泥，防辐射水泥，彩色水泥，防辐射水泥，防藻水泥，抗菌水泥等防藻水泥，抗菌水泥等。水泥标号水泥标号通用水泥新标准是：通用水泥新标准是：GB175-1999GB175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥水泥、GB1344-1999GB1344-1999矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥煤灰硅酸盐水泥、GB12958-1999GB12958-1999复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥。从。从20012001年年4 4月月1 1日起正式实施。日起正式实施。六大水泥标准实行以六大水泥标准实行以MPaMPa表示的强度等级如表示的强度等级如32.532.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R等，使强度等级的数值与水泥等，使强度等级的数值与水泥2828天抗压强度指标的最天抗压强度指标的最低值相同。新标准还统一规划了我国水泥的强度等级，硅酸盐水低值相同。新标准还统一规划了我国水泥的强度等级，硅酸盐水泥分泥分3 3个强度等级个强度等级6 6个类型个类型,即即42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R、62.562.5、62.5R62.5R。其他五大水泥也分其他五大水泥也分3 3个等级个等级6 6个类型即个类型即32.532.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R。新标准规定的强度龄期均为新标准规定的强度龄期均为3 3天和天和2828天两个天两个龄期，每个龄期均有抗折与抗压强度指标要求。龄期，每个龄期均有抗折与抗压强度指标要求。水泥用于建筑玻玻璃璃工工业业2、原料、原料3、反应原理、反应原理主要原料：纯碱、石灰石和石英。主要原料：纯碱、石灰石和石英。1、组成：、组成：Na2OCaO6SiO24、玻璃态物质、玻璃态物质5、几种常见的玻璃、几种常见的玻璃6、环境环境保护保护主要化学反应：主要化学反应：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高温高温设问设问这两个反应是否违反了复分解反应规律？这两个反应是否违反了复分解反应规律？复分解反应规律仅适用于复分解反应规律仅适用于溶液溶液，不能套用，不能套用于于高温高温条件下的反应。条件下的反应。玻璃玻璃没有固定的没有固定的熔点。熔点。没有一定的没有一定的熔点而在某一温熔点而在某一温度范围内逐渐软度范围内逐渐软化的物质。（介化的物质。（介于晶体与非晶体于晶体与非晶体之间。）之间。）实例实例特性特性定义定义玻玻璃璃态态物物质质变色玻璃变色玻璃钢钢化化玻玻璃璃光学玻璃光学玻璃防火防弹玻璃防火防弹玻璃几几种种常常见见玻玻璃璃简简介介普通玻璃普通玻璃因因混有铁的化合物显浅绿色混有铁的化合物显浅绿色蓝蓝玻璃玻璃红红玻璃玻璃化学仪器玻璃化学仪器玻璃如如试管等试管等光学仪器玻璃光学仪器玻璃如如放大镜放大镜钢化玻璃钢化玻璃光纤玻璃光纤玻璃光导纤维光导纤维：1964年年8月华裔月华裔科学家高锟首先提出用玻科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被璃纤维代替金属导线，被誉为誉为“纤维光学之父纤维光学之父”。比头发丝还细的一对光导比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送纤维上同时传送3万门电话万门电话且中继距离长达且中继距离长达2050Km，保密性能好。保密性能好。在原料里加入某些金属氧化在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。使玻璃呈现出特征颜色。把普通玻璃放在把普通玻璃放在电炉里加热，使它软化，电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，得到钢然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机械强度比化玻璃。其机械强度比普通玻璃大普通玻璃大46倍，倍，不易破碎。不易破碎。种种类类石英石英玻璃玻璃光学光学玻璃玻璃化学化学仪器仪器玻璃玻璃玻璃纤玻璃纤维维钢化钢化玻璃玻璃有色有色玻璃玻璃（红（红色）色）有色有色玻璃玻璃（兰（兰色）色）成成分分全为全为SiO2含含PbO玻璃玻璃制成制成的无的无机纤机纤维维,与普与普通玻通玻璃成璃成分相分相同同含含Co2O3含含Cu2O含含Na2B4O7几几种种玻玻璃璃的的成成分分古古埃埃及及玻玻璃璃制制品品有关图片展示有关图片展示隋隋李李静静训训墓墓出出土土的的玻玻璃璃圆圆盒盒目前发现的最大的元代玻璃器目前发现的最大的元代玻璃器网纹玻璃杯网纹玻璃杯广西贵县出土的玻璃杯广西贵县出土的玻璃杯清清乾乾隆隆白白地地套套红红玻玻璃璃双双合合瓶瓶玻璃仪器钢化玻璃光学玻璃型材石英玻璃陶陶 瓷瓷景德镇传统名瓷之一的薄胎瓷景德镇传统名瓷之一的薄胎瓷景景德德镇镇传传统统名名瓷瓷之之一一的的雕雕塑塑瓷瓷景德镇传统名瓷之一的粉彩瓷景德镇传统名瓷之一的粉彩瓷景景德德镇镇传传统统名名瓷瓷之之一一的的玲玲珑珑瓷瓷景景德德镇镇传传统统名名瓷瓷之之一一的的青青花花瓷瓷景德镇传统名瓷之一的颜色釉瓷景德镇传统名瓷之一的颜色釉瓷享享有有盛盛誉誉的的中中国国古古代代陶陶瓷瓷硅酸盐产品硅酸盐产品原料原料成分成分设备设备水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷黏土黏土石灰石石灰石硅酸三钙硅酸三钙(3CaO.SiO2)硅酸二钙硅酸二钙(2CaO.SiO2)铝酸三钙铝酸三钙(3CaO.Al2O3)水泥回水泥回转窑转窑石英石英纯碱纯碱石灰石石灰石Na2O.CaO.6SiO2(普通玻璃普通玻璃)玻璃熔炉玻璃熔炉黏土黏土铝硅酸盐铝硅酸盐砖窑砖窑新型硅酸盐产品新型硅酸盐产品拓展视野拓展视野分子筛分子筛l作用作用:分离、提纯、催化剂及其载体分离、提纯、催化剂及其载体l优点优点:性质稳定性质稳定,能反复使用能反复使用l分子筛分子筛是一种人工合成的泡沸石型水合铝硅酸盐 晶体。它是由SiO4和AlO4四面体结构单元组成的 多孔性晶体，空隙排列整齐，孔径均匀，有极大 的内表面。它是一种新型高效能、高选择性的吸 附剂、干燥剂、分离剂和催化剂。化学组成可用 下式表示：lNa2OAl2O32SiO2nH2O拓展视野1、普通玻璃是、普通玻璃是（混合物、纯净物）（混合物、纯净物）。玻璃可在一定温度范围内软化，制成工艺玻璃可在一定温度范围内软化，制成工艺品等。这是因为玻璃不是品等。这是因为玻璃不是，而是一，而是一种种物质，没有固定物质，没有固定。2、制水泥和玻璃时都需要用的原料是（、制水泥和玻璃时都需要用的原料是（）（A）粘土粘土（B）石英石英（C）石灰石石灰石（D）纯碱纯碱3、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（）（A）SiO2是酸性氧化物，它不溶于水也不溶于任何酸是酸性氧化物，它不溶于水也不溶于任何酸（B）SiO2是制造玻璃的主要原料之一，它在常温下与是制造玻璃的主要原料之一，它在常温下与NaOH溶液不反应溶液不反应（C）因高温时因高温时SiO2与与Na2CO3反应放出反应放出CO2，所以所以H2SiO3酸性比酸性比H2CO3强强（D）CO2通入水玻璃中可得原硅酸通入水玻璃中可得原硅酸CD混合物混合物晶体晶体玻璃态玻璃态熔点熔点4下列物质不属于硅酸盐工业产品的是（下列物质不属于硅酸盐工业产品的是（）A水泥水泥B玻璃玻璃C陶瓷陶瓷D水晶水晶5不是普通硅酸盐水泥的主要成分是不是普通硅酸盐水泥的主要成分是（）A3CaOSiO2B、2CaOSiO2C3CaOAl2O3D、MgOSiO26下列叙述中，最能代表水泥性质的是下列叙述中，最能代表水泥性质的是（）A水泥跟铁的热膨胀系数相等水泥跟铁的热膨胀系数相等B水泥跟水作用水泥跟水作用C跟水形成胶状物并成固体跟水形成胶状物并成固体D具有水硬性具有水硬性DDD7与普通玻璃组成相同的是与普通玻璃组成相同的是（）A石英玻璃石英玻璃B钢化玻璃钢化玻璃C有机玻璃有机玻璃D水玻璃水玻璃8钢化玻璃的重要用途之一是制造汽车车窗，钢化玻璃的重要用途之一是制造汽车车窗，合成钢化玻璃的重要原料是合成钢化玻璃的重要原料是()A四氟乙烯四氟乙烯B纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英C石英石英D纯碱、石灰石、石英、氧化铝纯碱、石灰石、石英、氧化铝BB9经分析正长石各元素的质量分数分别为经分析正长石各元素的质量分数分别为K：14%，Al:9.7%，Si：30.2%。O:46.1%下列下列表示正长石的化学式不正确的是表示正长石的化学式不正确的是（）A、KAlSi3O8B、K2OAl2O36SiO2C、KAlO23SiO2D、K2OAl2O33SiO2D1、在实际生活中，你使用过哪些硅酸盐制品？你还见、在实际生活中，你使用过哪些硅酸盐制品？你还见过哪些硅酸盐材料？过哪些硅酸盐材料？2、你认为玻璃的主要优点和缺点是什么？如何减少玻、你认为玻璃的主要优点和缺点是什么？如何减少玻璃垃圾？璃垃圾？3、为什么盛硅酸盐溶液、强碱溶液等的试剂瓶都不能、为什么盛硅酸盐溶液、强碱溶液等的试剂瓶都不能用玻璃瓶塞？用玻璃瓶塞？