(精品)第三单元　含硅矿物与信息材料 (6).ppt

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1、含硅矿物与信息材料含硅矿物与信息材料石英坩埚问题问题:地壳中元素含量排在前三位的分别地壳中元素含量排在前三位的分别 是是 、元素。元素。一、硅（一、硅（Silicon）1、含量和存在、含量和存在在地壳中，硅的含量居在地壳中，硅的含量居第二位第二位自然界中，硅自然界中，硅无游离态无游离态存在，只以存在，只以化合态化合态存存在（在（SiO2或或硅酸盐硅酸盐的形式存在）的形式存在）是构成是构成矿物矿物和和岩石岩石的主要成分的主要成分硅硅2、硅晶体的物理性质：、硅晶体的物理性质：灰黑色，硬而脆，有金属光泽的固体，熔点、沸点高，硬度大，灰黑色，硬而脆，有金属光泽的固体，熔点、沸点高，硬度大，半导体材料。

2、半导体材料。常温下常温下，化学性质，化学性质稳定，只与强碱、氟化氢、稳定，只与强碱、氟化氢、氟气反应氟气反应Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H23、硅晶体的化学性质：、硅晶体的化学性质：高温下高温下，较活泼较活泼Si+O2SiO24、硅的用途、硅的用途硅是良好的半导体材料，硅可用来制造硅是良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路集成电路、晶体管晶体管、硅整流器等半导体器件。、硅整流器等半导体器件。含硅含硅4（质量分数）的钢具有良好的导磁性，可用来制造（质量分数）的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器变压器铁芯；含硅铁芯；含硅15左右

3、的钢具有良好的耐酸性，可用来制造左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备耐酸设备等等 Si2Cl2 SiCl4（液体，易挥发）高温高温SiCl4 2H2 Si 4HClSiO22C Si2CO高温5、硅的制取：、硅的制取：工业上制取单质硅是先在电炉里高温下用碳还原二氧化硅工业上制取单质硅是先在电炉里高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅，然后将粗硅在高温下跟氯气制得粗硅，然后将粗硅在高温下跟氯气反应生成一种液态物质。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。（写出上述反应的化经蒸馏提纯后，再用氢气还原制得纯硅。（写出上述反应的化学方程式）学方程式）（粗硅）二、二氧化硅二、二氧化硅光

4、导纤维光光学学纤纤维维胃胃镜镜 坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶不溶 于水于水，硬度比较大。，硬度比较大。1 1、存在和物理性质：、存在和物理性质：存在：沙子、石英、玛瑙、水晶、硅藻土存在：沙子、石英、玛瑙、水晶、硅藻土18010928Sio基本结构单元为硅氧四面体基本结构单元为硅氧四面体SiSi2 2O O4 4，晶体中不存在二氧化硅分子，晶体中不存在二氧化硅分子，SiOSiO2 2是化学式不是分子式。是化学式不是分子式。二氧化硅粉尘的危害二氧化硅粉尘的危害 二氧化硅在日常生活、生二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有和科研等方面有着重要的用途，但有着重要的用

5、途，但有时也会也会对人体造成危害。人体造成危害。如果人如果人长期吸入含有二氧化硅的粉期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患，就会患硅肺病（因硅旧称硅肺病（因硅旧称为矽，因此硅肺病旧称，因此硅肺病旧称为矽病）。硅肺是一种病）。硅肺是一种职业病，它的病，它的发生及生及严重程重程度，取决于空气中粉度，取决于空气中粉尘的含量和粉的含量和粉尘中二氧化中二氧化硅的含量，以及与人的接触硅的含量，以及与人的接触时间长短等。短等。长期期在二氧化硅粉在二氧化硅粉尘含量含量较高的地方，如采高的地方，如采矿、翻、翻砂、砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的所工作的人易患此病。人易患此病。（1）、酸

6、性氧化物）、酸性氧化物SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2 +H2O =SiO2 +CaO =CaSiO3高温2 2、化学性质：、化学性质：（2）与）与氢氟酸氢氟酸作用作用（SiO2很不活泼，很不活泼，HF是唯一是唯一能跟其反应能跟其反应的酸）的酸）（3）与还原剂作用）与还原剂作用4HF+SiO2=SiF4+2H2O硅的硅的制取制取用来刻蚀玻璃（4 4）与）与盐盐反应反应SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2高温高温能否写出能否写出SiO2和和Na2CO3的反应方程式的反应方程式?SiO22C Si2CO高温所以，所以，不能不能用磨口玻璃塞用磨口玻璃塞盛碱性溶液盛碱性溶液，

7、如如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液等溶液。三、硅酸三、硅酸不溶于水，不稳定，弱酸不溶于水，不稳定，弱酸制取：强酸制弱酸制取：强酸制弱酸Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3H2SiO3=SiO2+H2ONa2SiO32HCl2NaClH2SiO3有何现象？有何现象？硅元素硅元素单质硅单质硅Si+F2Si+HFSi+NaOH 加热能与某加热能与某些非金属单些非金属单质反应（质反应（O2）O2Na2SiO3、CaSiO3二氧化硅是光导纤维二氧化硅是光导纤维的主要原料，光导纤的主要原料，光导纤维可用作通讯材料和维可用作通讯材料和制造医用内窥镜等制造医用内窥镜等硅可制

8、造集成路、硅可制造集成路、太阳能电池等；硅太阳能电池等；硅合金可用来制造变合金可用来制造变压器铁芯、耐酸设压器铁芯、耐酸设备等。备等。只有化合态只有化合态SiO2硅酸盐硅酸盐C 高温高温HF无游离态无游离态常温不活泼常温不活泼 二氧化碳二氧化碳 二氧化硅二氧化硅 存在存在 结构构 物理性物理性质化学性化学性质（1）与水）与水（2）与酸）与酸（3）与）与强碱碱（4）与）与CaO 用途用途空气空气存在于岩石中，沙子、存在于岩石中，沙子、石英、水晶等都含有石英、水晶等都含有二氧化硅二氧化硅以二氧化碳分子形式存在以二氧化碳分子形式存在SiO2是化学式不是分子式是化学式不是分子式熔沸点低、常温是气体、微

9、溶于水熔沸点低、常温是气体、微溶于水坚硬固体、熔点高、不溶于水坚硬固体、熔点高、不溶于水生成碳酸生成碳酸不反应不反应不反应不反应与氢氟酸反应与氢氟酸反应与氢氧化钠生成碳酸钠与氢氧化钠生成碳酸钠与氢氧化钠生成硅酸钠与氢氧化钠生成硅酸钠生成碳酸钙生成碳酸钙高温下生成硅酸钙高温下生成硅酸钙饮料、工业制碱饮料、工业制碱光导纤维、石英表等光导纤维、石英表等你怎么想？你怎么想？SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2高温高温据此推断硅酸酸性比碳酸酸性强据此推断硅酸酸性比碳酸酸性强？1.二氧化碳通入下列各溶液中，不可 能产生沉淀的是 ()A.氯化钙溶液 石灰水 C.饱和碳酸钠溶液 硅酸钠溶液A2.下列说法

10、正确的是：下列说法正确的是：A.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在。硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在。B.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸。二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸。C.二氧化硅溶于水。二氧化硅溶于水。D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。3.实验室配制好的硅酸钠溶液保存过程中变质的原因是实验室配制好的硅酸钠溶液保存过程中变质的原因是空气中的二氧化碳与硅酸钠溶液发生了反应空气中的二氧化碳与硅酸钠溶液发生了反应有白色胶状沉淀物生成有白色胶状沉淀物生成变质的现象是：变质的现象是：相应的化学方程式：相应的化学方程式：Na2S

11、iO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3B巩固练习巩固练习C下列变化中不能一步实现的是下列变化中不能一步实现的是A、Na2SiO3H2SiO3B、H2SiO3SiO2C、SiO2H2SiO3D、SiO2Na2SiO3三、硅酸盐三、硅酸盐Na2SiO3K(Al2Si3O10)(OH)2 K2O2Al2O36SiO22H2ONa2OSiO2要领：要领：两边原子个数守恒两边原子个数守恒，格式：活泼金属氧化物格式：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2O结构复杂结构复杂种类繁多用种类繁多用二氧化硅和金属氧化物的形式二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成表示其组成如何用氧化物的形式表

12、示下列硅酸盐如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐石棉：石棉：CaMg3Si4O12长石：长石：KAlSi3O8普通玻璃：普通玻璃：CaNa2Si6O143MgOCaO4SiO2K2OAl2O36SiO2Na2OCaO6SiO2巩固练习巩固练习现现代代建建筑筑离离不不开开玻玻璃璃的的装装饰饰和和采采光光雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦硅酸盐产品简介：硅酸盐产品简介：产品产品主要原料主要原料主要设备主要设备反应条反应条件件主要反应或主要成分主要反应或主要成分主要主要性质性质水泥水泥粘土、石粘土、石灰石、灰石、(石膏石膏)适适量量水泥回转水泥回转窑窑高温高温硅酸三钙：硅酸三钙：3Ca

13、OSiO2硅酸二钙：硅酸二钙：2CaOSiO2铝酸三钙：铝酸三钙：3CaOAl2O3水硬水硬性性玻璃玻璃纯纯碱碱石灰石石灰石石石英英玻璃窑玻璃窑高温高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2成分：成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2无无固定固定的熔的熔点、点、沸点沸点高温高温高温高温景德镇陶瓷景德镇陶瓷描述景德描述景德镇的陶瓷镇的陶瓷有这样一有这样一句话句话:薄如纸薄如纸,声如罄声如罄,色如玉色如玉.采石制泥采石制泥陶练泥土陶练泥土圆器拉坯圆器拉坯蘸釉蘸釉吹釉吹釉成坯入窑成坯入窑烧坯开窑烧坯开窑鬼鬼谷谷子子下下山山新型新型无机非金属材料

14、之一：无机非金属材料之一：高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷新型陶瓷新型陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等硅芯片的应用硅芯片的应用电脑的中央处理器（电脑的中央处理器（CPU）世界第一台电子管计算机世界第一台电子管计算机(占地占地170m2)笔记本电脑笔记本电脑硅的应用硅的应用硅的其他用途硅的其他用途o硅也是将太阳能转化成电能的常用材料硅也是将太阳能转化成电能的常用材料,利用高纯硅单质的半导体性能利用高纯硅单质的半导体性能,可制成可制成光电池光电池,将光能直接转化成电能将光能直接转化成电能o光电池目前的应用范围光电池目前的应用范围:计算器计算器 人造卫星人造卫星 火星探测器火星探测器 太阳能动力车太阳能动力车 登月车登月车人造卫星人造卫星火星探测器火星探测器火星探测器火星探测器登登 月月 车车太太阳阳能能汽汽车车知识反馈下列关于硅的说法不正确的是下列关于硅的说法不正确的是:A 硅是非金属元素硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体光泽的固体B 硅的导电性介于导体和绝缘体之间硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的是良好的半导体材料半导体材料C 硅的化学性质不活泼硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反常温下不与任何物质反应应D 当加热到一定温度时当加热到一定温度时,硅能与氧气和氯气等非硅能与氧气和氯气等非金属反应金属反应(C)