1、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1.1.硅元素在地壳中的含量：硅元素在地壳中的含量：一一. .硅的存在：硅的存在：硅是一种硬度大，难溶于水的固体，是良好的硅是一种硬度大，难溶于水的固体，是良好的半导体半导体。只有化合态，无游离态。只有化合态，无游离态。在地壳中含量居在地壳中含量居第二位第二位。 2. 硅的氧化物及硅酸盐构成了地硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的壳中大部分的岩石、沙子和土壤岩石、沙子和土壤,约占地壳总量的约占地壳总量的90%以上。以上。二二.硅酸盐及其产品硅酸盐及其产品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
2、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。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）氧化物法）氧化物法金属氧化物金属氧化物SiOSiO2 2H H2 2O O化合价不变，元素守恒化合价不变，元素守恒例如：例如：NaNa2 2SiOSiO3 3 Na Na2 2O O SiO SiO2 2活泼金属氧化物活泼金属氧化物 不活泼金属氧化不活泼金属氧化物物 SiO SiO2 2 H H2 2O O思考思考: :1 1、看书学习如何将硅酸盐用氧化物的形式
3、表示？、看书学习如何将硅酸盐用氧化物的形式表示？2 2、用氧化物形式表示下列硅酸盐：、用氧化物形式表示下列硅酸盐：钠长石：钠长石：NaAlSiNaAlSi3O O8 滑石：滑石：MgMg3(Si(Si4O O10)(OH)(OH)22.硅酸盐的性质硅酸盐的性质 1) 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。水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性碱性，易吸，易吸收空气中的收空气中的CO2生成硅酸沉淀。生成硅酸沉淀。硅酸钠要密封保存硅酸钠要密封保存用途：粘合剂，防腐剂、防火剂用途：粘合剂，防腐剂、防
4、火剂2 2）三大硅酸盐产品：）三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃水泥、陶瓷、玻璃t水水 泥泥1. .原料：原料：黏土、石灰石、黏土、石灰石、石膏（适量）石膏（适量）2.2.设备：设备：水泥回转窑水泥回转窑3.3.条件：条件：高温锻烧高温锻烧4.4.加入石膏的作用：加入石膏的作用： 调节水泥的硬化速度调节水泥的硬化速度水泥回转窑水泥回转窑3）玻璃）玻璃1.原料：原料：纯碱纯碱、石灰石、石英（石灰石、石英（SiO2)2.设备：设备：玻璃熔炉玻璃熔炉3.条件：条件：高温熔融高温熔融4.成分：成分： Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO25.主要反应：主要反应：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3
5、+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO26.种类：种类：普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光普通玻璃、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、铅玻璃等水泥玻璃陶瓷硅酸盐产品硅酸盐产品硅酸盐工业硅酸盐工业问题：什问题：什么是硅酸么是硅酸盐工业？盐工业？硅酸盐矿物与硅酸盐产品硅酸盐矿物与硅酸盐产品以含硅物质为原料制得硅酸盐产品的工业以含硅物质为原料制得硅酸盐产品的工业. .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反应条件条件主要反应或主要主要反应或主要成分成分水泥水泥粘土、石粘土、石灰石、石灰石、石膏膏 (适量适量)水泥回水泥
6、回转窑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：铝酸三钙：3CaOAl2O3玻璃玻璃 纯纯 碱碱石灰石石灰石石石 英英 玻璃熔玻璃熔炉炉高温高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2成分：成分：Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2 小知识：自然界的二氧化硅（水晶、玛瑙）小知识：自然界的二氧化硅（水晶、玛瑙）水晶水晶玛瑙玛瑙一、二氧化硅性质一、二氧化硅性质1 1、物理性质：、物理性质： 熔沸点很高，硬度很大，熔沸点很高，硬度很大，不溶于水的固体。不溶于水的固体。2 2、化学性质：、化学性质
7、： 化学性质很稳定，不活泼，化学性质很稳定，不活泼，除除氢氟酸氢氟酸外不与外不与其它酸反应，但能与碱性氧化物或强碱反应，属其它酸反应，但能与碱性氧化物或强碱反应，属酸性酸性氧化物。氧化物。物质物质CO2SiO2与水反应与水反应与酸反应与酸反应与碱反应与碱反应与碱性氧化与碱性氧化物反应物反应与碳反应与碳反应SiOSiO2 2是不溶于水的是不溶于水的酸性氧化物酸性氧化物，能与，能与氢氟酸氢氟酸反应反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反应不反应不反应不反应CO2+H2O = H2CO3SiO2+2NaOH= Na2SiO3 +H2OCO2+2NaOH= Na2CO3 +H2OCO2+Na2O
8、= Na2CO3SiO2 + 2C = Si + 2CO高温高温SiO2+CaO = CaSiO3高温高温CO2 + C = 2CO高温高温均属于酸性氧化物均属于酸性氧化物 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2与与NaOH溶液反应溶液反应生成有粘性的生成有粘性的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口，使瓶塞和瓶口粘在一起。粘在一起。【 讨论讨论 】 为什么实验室中盛放碱为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？玻璃塞？( (玻璃中含有玻璃中含有SiOSiO2 2) )SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O橡皮塞或软木塞。橡皮塞或软木塞。氟化氢气体用什么瓶收集？氟化氢气
9、体用什么瓶收集？氢氟酸在实验室应如何储存？氢氟酸在实验室应如何储存？答：氟化氢气体一般是用塑料瓶收集。答：氟化氢气体一般是用塑料瓶收集。 氢氟酸只能用塑料瓶盛放。氢氟酸只能用塑料瓶盛放。【 讨论讨论 】(2)Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3或或Na2SiO3+2HCl = H2SiO3+2NaCl(1) SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O制取含氧酸的常用方法有哪些？制取含氧酸的常用方法有哪些？以二氧化硅为原料制取硅酸以二氧化硅为原料制取硅酸: 实验室能否用二氧化硅能与水反应制取硅酸？实验室能否用二氧化硅能与水反应制取硅酸？探究：探究：如何利用如何利用SiO2
10、制取硅酸？制取硅酸？实验实验: 向饱和向饱和Na2SiO3溶液中滴入稀盐酸溶液中滴入稀盐酸现象现象结论结论方程式方程式 滴入盐酸有透明的硅酸凝胶产生滴入盐酸有透明的硅酸凝胶产生 硅酸难溶于水硅酸难溶于水, ,酸性比盐酸弱酸性比盐酸弱Na2SiO3+2HCl = H2SiO3+2NaCl硅酸是一种很弱的酸，酸性比硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸碳酸还弱。还弱。装饰品装饰品石英坩埚石英坩埚光导纤维光导纤维石英手表石英手表光学仪器光学仪器精密仪器轴承精密仪器轴承耐磨器皿耐磨器皿SiO2二氧化硅的用途二氧化硅的用途1 1、物理性质、物理性质 晶体硅是灰黑色有晶体硅是灰黑色有金属光泽金属光泽，硬而脆的固体
11、；，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体半导体材料材料，熔沸点高，硬度大熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。，难溶于溶剂。 以以化合态化合态存在于自然界。存在于自然界。 有两种同素异形体：有两种同素异形体：晶体硅晶体硅和和无定形硅无定形硅。二、硅二、硅硅的结构硅的结构正四面体空间网状结构。与金刚石结构相似。正四面体空间网状结构。与金刚石结构相似。 2 2、化学性质、化学性质 硅单质在硅单质在常温常温下化学性质下化学性质稳定稳定，与氧气、，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应，氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应，但能与氟气、氢氟酸、强碱
12、反应。但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。 在在加热加热时能跟时能跟O2等物质发生反应。常作等物质发生反应。常作为还原剂。为还原剂。与与F2反应反应与与HF反应反应与碱反应与碱反应与与O2等非金属反应等非金属反应Si + 2F2 = SiF4Si + 4HF = SiF4+ 2H2Si + H2O + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2Si + O2 = SiO2Si + C = SiC（金刚砂金刚砂）高温高温3、硅的用途、硅的用途半导体半导体光电池光电池（将光能转化为电能）（将光能转化为电能）硅芯片硅芯片（用于计算机）（用于计算机）半导体晶体管半导体晶体管及及芯片芯片的出现，的出现，促进了
13、信息技术革命。促进了信息技术革命。硅芯片硅芯片硅太阳能硅太阳能供应集成电路板供应集成电路板音乐集成电路板音乐集成电路板晶体管晶体管4、硅的制取、硅的制取:制取纯硅制取纯硅: Si+2Cl2 = SiCl4 (液态液态) SiCl4+2H2 = Si+4HCl硅晶片生产硅熔炉高温高温粗硅粗硅在高温下跟在高温下跟氯气氯气 反应反应生成一种液态物质。经蒸生成一种液态物质。经蒸馏提纯后，再用馏提纯后，再用氢气氢气还原还原制得制得纯硅纯硅。高温制取粗硅制取粗硅:SiO2+2C = Si+2COC、下列物质的主要成分不是、下列物质的主要成分不是SiO2的是的是 （ ）A、石英、石英 B、水晶、水晶 C、金
14、刚砂、金刚砂 D、玛瑙、玛瑙、下列物质不与水反应的是（）、下列物质不与水反应的是（）A A、CaO BCaO B、COCO2 2 C C、SiOSiO2 2 D D、SOSO2 2C、下列试剂的存放方法，正确的是：（、下列试剂的存放方法，正确的是：（ ）A A氢氧化钠、纯碱以及水玻璃要存氢氧化钠、纯碱以及水玻璃要存 放在带磨砂玻璃塞的试剂瓶中放在带磨砂玻璃塞的试剂瓶中B B氢氟酸盛放在棕色玻璃试剂瓶氢氟酸盛放在棕色玻璃试剂瓶C C液溴盛放在棕色广口瓶中液溴盛放在棕色广口瓶中D D氯水盛放在棕色细口瓶中氯水盛放在棕色细口瓶中 D、将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可选将固态的氢氧化钠加热至熔融状态
15、，可选用的器皿是用的器皿是 ( ) ( ) A.A.铁坩埚铁坩埚 B.B.石英坩埚石英坩埚C.C.石墨坩埚石墨坩埚 D. D. 蒸发皿蒸发皿 AC 5. 5. 要除去要除去SiOSiO2 2中混有的少量杂质中混有的少量杂质CaCOCaCO3 3，最适，最适宜的试剂是宜的试剂是 ( ) ( ) A. A.水水 B.B.盐酸盐酸 C.C.稀硫酸稀硫酸 D.D.氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液。BC6、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、Na2SiO3 H2SiO3B、H2SiO3 SiO2C、SiO2 H2SiO3D、 SiO2 Na2SiO3 7.7.选适当试剂或方法除去下列物质中的杂质选适当试剂或方法除去下列物质中的杂质（括号内为杂质）。（括号内为杂质）。（1）SiO2(CaCO3) ； (2)SiO2 (Si) ；(3)NaCl (SiO2) ； (4)SiO2 (H2SiO3) ；(5)Fe2O3 (SiO2) ；(6)Si (Fe) 。 稀盐酸稀盐酸 过滤过滤氧气氧气 加热加热水水 过滤过滤 加热加热氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 过滤过滤稀盐酸稀盐酸 过滤过滤
