09硅酸盐矿物和硅酸盐产品(上课用).ppt

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1、 17 十月十月 2022硅硅谷谷思考思考:提及到提及到“硅硅”这一个词这一个词,你能联想到哪你能联想到哪些些?高技术产业开发区高技术产业开发区,电子技术研究中心电子技术研究中心,计计算机生产的重要基地算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端弗朗西斯科南端.由于它集中了全世界由于它集中了全世界0以上的著名半导体公司，而半导体的基以上的著名半导体公司，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷硅谷”思考思考:提及到提及到“硅硅”这一个词这一个词,你能联想到哪你能联想到哪些些?单晶硅是半导体器材的核心材单晶硅是半导体器材的核心材料料

2、,硅半导体是集成电路的主要硅半导体是集成电路的主要材料材料,估计在估计在21世纪世纪,硅仍然会占硅仍然会占半导体材料的半导体材料的95%以上以上.半半 导导 体体1.硅元素硅元素(silicon)在地壳中的含量在地壳中的含量硅的存在硅的存在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P78 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 硅酸盐矿物硅酸盐矿物 与硅酸盐产品与硅酸盐产品1.1.硅酸盐组成的表示方法硅酸盐组成的表示方法 P79P79 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

3、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。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）盐氧化物法金属氧化物写在前面，再写金属氧化物写在前面，再写SiOSiO2 2，最后写，最后写H H2 2O O；氧化物之间用；氧化物之间用“”隔开。隔开。对于复杂的对于复杂的硅酸盐，通常可用二氧化硅和金属硅酸盐，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 Na2OSiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O

4、用氧化物的形式表示硅酸盐组成时，各氧化物的排用氧化物的形式表示硅酸盐组成时，各氧化物的排列顺序为：列顺序为：金属氧化物金属氧化物(较活泼的金属氧化物较活泼的金属氧化物 较不活泼的金属氧化物较不活泼的金属氧化物)二氧化硅二氧化硅 水水石棉：石棉：CaO3MgO4SiO2沸石：沸石：Na2OAl2O33SiO22H2O钾长石：钾长石：KAlSi3O8K2OAl2O36SiO2滑石：滑石：Mg3(Si4O10)(OH)23MgO4SiO2H2O高岭石的组成可表示为：高岭石的组成可表示为：Al2Si2Ox(OH)y,其中其中X、Y的数值分别是的数值分别是()A.7,2 B.5,4 C.6,3 D.3,

5、6B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CaMg3Si4O12Na2(Al2Si3O10)2H2O常见常见硅酸盐矿物硅酸盐矿物 P792.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”。水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性，易。水玻璃是一种无色粘稠的液体，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不可以用玻璃塞

6、，而不可以用玻璃塞，而要用橡胶塞、塑料塞或软木塞要用橡胶塞、塑料塞或软木塞用途：粘合剂，防腐剂、防火剂用途：粘合剂，防腐剂、防火剂 盛放氢氧化钠溶液的玻璃瓶不能用玻璃塞你盛放氢氧化钠溶液的玻璃瓶不能用玻璃塞你知道其中的原因吗？知道其中的原因吗？P80三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃 P78t水泥：水泥：P79主要原料主要原料 主要设备主要设备 反应条件反应条件普通水泥的普通水泥的主要成分主要成分主要性质主要性质黏土黏土石灰石石灰石适量石膏适量石膏 水泥水泥回转窑回转窑高温高温硅酸三钙：硅酸三钙：3CaOSiO2硅酸二钙：硅酸二钙：2CaOSiO2铝酸三钙：铝酸三

7、钙：3CaOAl2O3水硬性水硬性加入石膏的目的：加入石膏的目的：调节水泥硬化的速度调节水泥硬化的速度生产原理：原料在高温熔化的条件下发生复杂的生产原理：原料在高温熔化的条件下发生复杂的物理变化和化学变化；物理变化和化学变化；生产过程：生产过程：“两磨一烧加石膏两磨一烧加石膏”磨：即将石灰石和粘土按比例混合后用研磨机磨磨：即将石灰石和粘土按比例混合后用研磨机磨细，制成粉末状材料；细，制成粉末状材料；烧：将细粉末状生料高温煅烧，在此过程中石灰烧：将细粉末状生料高温煅烧，在此过程中石灰石和粘土要发生复杂的物理变化和化学变化，生成石和粘土要发生复杂的物理变化和化学变化，生成熟料；熟料；磨：待熟料冷却

8、后，再加一定比例的石膏，再将磨：待熟料冷却后，再加一定比例的石膏，再将它们在研磨机中磨细，即制成水泥。它们在研磨机中磨细，即制成水泥。注意：保护环境注意：保护环境(水泥生产过程中水泥生产过程中)在水泥的储存、运输过程中都要注意防潮、在水泥的储存、运输过程中都要注意防潮、防酸防酸(水泥遇水后变坚硬，生成块状固体水泥遇水后变坚硬，生成块状固体)用途：制成水泥沙浆、混凝土等用途：制成水泥沙浆、混凝土等.玻璃玻璃 P80A.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

9、.主要反应：主要反应：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2F.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生产原理：使原料在高温下熔化，发生复杂的物生产原理：使原料在高温下熔化，发生复杂的物理变化和化学变化；理变化和化学变化；生产过程：把原料粉碎，按适当比例混合放入玻生产过程：把原料粉碎，按适当比例混合放入玻璃熔炉中加强热熔化；璃熔炉中加强热熔化；玻璃性质：通常为光滑、致密、硬而脆的固体，在玻璃性质：通常为光滑、致密、硬而脆的固体，在制造玻璃

10、过程中，加入某些金属氧化物可制成有色玻制造玻璃过程中，加入某些金属氧化物可制成有色玻璃；璃；如：浅绿色：二价铁如：浅绿色：二价铁(FeO)蓝蓝 色：氧化钴色：氧化钴(Co2O3）红红 色：氧化亚铜色：氧化亚铜(Cu2O)玻璃的种类：玻璃的种类：普通玻璃、钢化玻璃、石英玻璃等普通玻璃、钢化玻璃、石英玻璃等钢化玻璃：将普通玻璃高温软化为液体，然后急速冷钢化玻璃：将普通玻璃高温软化为液体，然后急速冷却，即得钢化玻璃。却，即得钢化玻璃。注意：注意：钢化玻璃和普通玻璃的组成元素完全相同；钢化玻璃和普通玻璃的组成元素完全相同；练习：练习：钢化玻璃的重要作用之一是制造汽车窗，合成钢化玻璃的重要作用之一是制造

11、汽车窗，合成钢化玻璃的主要原料是钢化玻璃的主要原料是()A.纯碱、石灰石、石英、硼砂纯碱、石灰石、石英、硼砂 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B陶瓷：陶瓷：主要原料主要原料 生产过程生产过程反应条件反应条件种类种类性能性能粘土粘土混合混合 成型成型 干干燥燥 烧结烧结 冷却冷却高温高温土器土器 陶器陶器 炻器炻器 瓷器瓷器抗氧化、抗酸抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高碱腐蚀、耐高温、绝缘、易温、绝缘、易成型成型水泥、玻璃和陶瓷的比较水泥、玻璃和陶瓷的比较硅酸盐硅酸盐普通水泥普通水泥普通玻璃普通玻璃陶瓷陶瓷主要原料主要原料粘土

12、粘土 石膏石膏 石灰石石灰石纯碱纯碱 石英石英 石灰石石灰石粘土粘土生产阶段生产阶段和主要化和主要化学方程式学方程式原料原料 生生料料 熟料熟料 水泥水泥原料原料 按比按比例混合例混合 熔熔化化 成型成型混合混合 成型成型 干燥干燥 烧结烧结 冷却冷却磨细磨细煅烧煅烧加石膏加石膏磨细磨细粉碎粉碎强热强热添加剂添加剂主要成分主要成分及种类及种类主要性能主要性能典型设备典型设备共同特点共同特点水硬性水硬性抗氧化、抗酸碱抗氧化、抗酸碱腐蚀、绝缘腐蚀、绝缘回转窑回转窑玻璃熔炉玻璃熔炉陶瓷窑陶瓷窑高温条件下发生复杂的物理、化学变化，冷却后成高温条件下发生复杂的物理、化学变化，冷却后成为复杂的硅酸盐为复杂的硅酸盐无固定熔点无固定熔点练习：根据水泥和玻璃的生产，总结出硅酸盐工业的练习：根据水泥和玻璃的生产，总结出硅酸盐工业的一般特征是一般特征是()原料中一定含有硅的物质；原料中一定含有硅的物质；生成物是硅酸盐；生成物是硅酸盐；反应条件是高温；反应条件是高温；发生了复杂的物理、化学变发生了复杂的物理、化学变化化 A.B.C.D.D