1、专题3从矿物到基础材料单元含硅矿物与信息材料回忆：硅元素在地壳中的含量怎样？硅元素是地壳中含量仅次于氧元素，约占地壳总量的硅元素是地壳中含量仅次于氧元素，约占地壳总量的26.30%含量：OSi Al Fe 硅元素在自然界主要有哪些存在形式？硅元素在自然界主要有哪些存在形式？锆石矿与锆石首饰锆石矿与锆石首饰(ZrO(ZrO2 2SiOSiO2 2)红柱石与红柱石饰物红柱石与红柱石饰物(Al(Al2 2O O3 3SiOSiO2 2)常常见见硅硅酸酸盐盐矿矿物物钙铝石榴子石钙铝石榴子石(CaO(CaOAlAl2 2O O3 33SiO3SiO2 2)镁橄榄石镁橄榄石(2MgO(2MgOSiOSiO
2、2 2)白榴石白榴石 KAlSiKAlSi2 2O O6 6 白云母白云母 KAlKAl3 3SiSi3 3O O1010(OH)(OH)2 2 沸石沸石 NaNa2 2(AlSi(AlSi2 2O O6 6)2 2 2H 2H2 2O O 绿柱石绿柱石 BaBa3 3AlAl2 2SiSi6 6O O1818 矽线石矽线石 AlAl2 2SiOSiO5 5 硬玉硬玉 NaAl(SiNaAl(Si2 2O O6 6)正长石正长石 KAlSiKAlSi3 3O O8 8 含硅化合物含硅化合物制备这些需要什么吗制备这些需要什么吗?3一、一、常见硅酸盐常见硅酸盐硅酸盐结构稳定复杂硅酸盐结构稳定复杂,
3、种类繁多种类繁多,通常可用通常可用二氧二氧化硅和金属氧化物的形式来表示。化硅和金属氧化物的形式来表示。l各元素写成相应的氧化物，元素的价态保各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。持不变。l顺序按先金属后非金属顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用活动顺序表依次排列，中间用“”间隔。间隔。l注意改写后应与原来化学式中的原子个数注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。比不变。方方 法法例如：滑石Mg3(Si4O10)(OH)2 可表示为3MgO4SiO2H2O 书写下列硅酸盐的氧化物形式书写下列硅酸盐的氧化物形式 锆石：ZrO2SiO2 红柱石：
4、Al2O3SiO2 钙铝石榴子石：3CaOAl2O33SiO2 镁橄榄石：2MgOSiO 掌握一种重要的硅酸盐掌握一种重要的硅酸盐硅酸钠硅酸钠 化学组成：化学组成：NaNa2 2SiOSiO3 3 物理性质：物理性质：白色晶体，能溶于水，是极少数可溶白色晶体，能溶于水，是极少数可溶性硅酸盐之一，它的水溶液俗称性硅酸盐之一，它的水溶液俗称“水玻璃水玻璃”。“水玻璃水玻璃”是无色粘稠液体是无色粘稠液体，是一种，是一种矿物胶矿物胶,它既不能它既不能燃烧又不易受腐蚀燃烧又不易受腐蚀,在建筑在建筑工业上可用作工业上可用作粘合剂粘合剂等。木等。木材浸过水玻璃后材浸过水玻璃后,具有具有防腐防腐性能性能且不易
5、着火。水玻璃还且不易着火。水玻璃还可用作可用作耐火材料耐火材料。Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3“水玻璃水玻璃”长期暴露在空气中会变质长期暴露在空气中会变质,硅酸钠要密封保硅酸钠要密封保存且不能用玻璃塞试剂瓶存且不能用玻璃塞试剂瓶结论：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱结论：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱传统的硅酸盐产品传统的硅酸盐产品1.1.水泥工业水泥工业水水 泥泥原料原料设备设备主要性质主要性质反应条件反应条件水泥水泥成分成分硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙3CaO3CaOSiOSiO2 2、2CaO2CaOSiOSiO2 2、3CaO3CaOAlAl2
6、 2O O3 3水水 泥泥 回回 转转 窑窑高温高温水硬性水硬性石灰石、黏土、辅助原料石灰石、黏土、辅助原料(包括石膏包括石膏)水泥回转窑水泥回转窑水泥用途水泥用途水泥在建筑行业大显身手水泥在建筑行业大显身手水水 泥泥 电电 阻阻彩色水泥水泥 2.玻璃玻璃一种较为透明的固体物质一种较为透明的固体物质,广泛应用广泛应用于建筑物，用来隔风或透光于建筑物，用来隔风或透光.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火防弹防弹玻璃玻璃玻玻 璃璃原料原料设备设备反应条件反应条件成分成分Na2OCaO6SiO2玻璃熔炉玻璃熔炉高温高温纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英 主要性质主要性质无固定熔
7、点无固定熔点主要反应主要反应：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 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混有铁的化合物显浅绿色因混有铁的化合物显浅绿色蓝玻璃蓝玻璃红玻璃红玻璃化学仪器玻璃化学仪器玻璃如试管等如试管等光学仪器玻璃光学仪器玻璃如放大镜如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
8、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，使它软电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大械强度比普通玻璃大46倍，不易破碎倍，不易破碎。有色玻璃有色玻璃 在普通玻璃中加入着色剂，如在普通玻璃中加入着色剂，如加入加入MnOMnO2 2为紫色；为紫色；FeOFeO、K K2 2CrCr2 2O O7 7烧成
9、烧成绿色。绿色。几种常见玻璃的特性和用途几种常见玻璃的特性和用途钢化玻璃钢化玻璃用途用途运动器材；微波通讯器材；运动器材；微波通讯器材；汽车、火车的窗玻璃等汽车、火车的窗玻璃等特性特性耐高温、耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震强度大、质轻、抗震石英玻璃石英玻璃 特性特性:膨胀系数小、膨胀系数小、耐酸碱、耐酸碱、强度大、强度大、滤光滤光用途用途化学仪器；高压水化学仪器；高压水银灯、灯壳等银灯、灯壳等光学玻璃光学玻璃特性特性透光性能好、有折透光性能好、有折光性和色散性。光性和色散性。用途用途眼镜镜片；照相机、眼镜镜片；照相机、显微镜、望远镜、显微镜、望远镜、凹凸透镜等光学仪凹凸透镜等光学仪
10、器等器等玻璃纤维玻璃纤维特性特性耐腐蚀、不怕烧、不耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热导电、不吸水、隔热、吸声、吸声用途用途太空飞行员的衣服太空飞行员的衣服、玻璃钢等、玻璃钢等3.陶瓷陶瓷 远古时代远古时代,由于人们在长期生活中由于人们在长期生活中经常与泥土打交道经常与泥土打交道,逐渐发现泥土与适量逐渐发现泥土与适量水混合后就具有黏性和可塑性水混合后就具有黏性和可塑性,可以随意可以随意把它塑造成各种形状。在太阳下晒干后把它塑造成各种形状。在太阳下晒干后，泥土变硬，再经过火烧到一定的温度，泥土变硬，再经过火烧到一定的温度，泥坯变得坚硬，就既不怕水又耐火了，泥坯变得坚硬，就既不怕水又耐火了。人类创
11、造的第一个新物质。人类创造的第一个新物质-陶瓷，陶瓷，从此就诞生了。人类文明得到进步从此就诞生了。人类文明得到进步.陶瓷的起源陶瓷的起源古代制陶过程古代制陶过程现代陶瓷的应用现代陶瓷的应用陶瓷刀陶瓷刀高速轴承高速轴承氮化硅陶瓷转子氮化硅陶瓷转子陶瓷发热片陶瓷发热片陶瓷骨骼陶瓷骨骼光学陶瓷光学陶瓷思考：硅在自然界中无思考：硅在自然界中无游离态，为什么？是不游离态，为什么？是不是单质硅的性质很活泼？是单质硅的性质很活泼？一、硅1物理性质：物理性质：（1）硅是灰色，有金属）硅是灰色，有金属光泽的硬而脆的固体固体。光泽的硬而脆的固体固体。（2）它的结构类似于金）它的结构类似于金刚石，熔沸点高，硬度大。
12、刚石，熔沸点高，硬度大。（3）良好的半导体材料）良好的半导体材料。2.2.硅的化学性质硅的化学性质（1 1）常温下，化学性质不活泼，除氟气、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（如氧气氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。（2 2）加热条件下，能跟一些非金属反应）加热条件下，能跟一些非金属反应。Si+O2=SiO2（3）常温下能与氟气）常温下能与氟气（F2）、氢氟（）、氢氟（HF）反应）反应。Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+2H2 硅的用途硅的用途 硅是一种重要的非金属单质，它的用途非硅是一种重
13、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，硅可用常广泛。作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。成有良好导磁性、耐酸性的合金。晶体管晶体管集成电路芯片集成电路芯片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在太阳能方面的利用二、二氧化硅二、二氧化硅 1.存在形式：沙子、石英、存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土水晶、硅藻土硅石硅石结晶形（石英）结晶形（石英）无定形（硅藻土）无定形（硅藻土）水晶水晶玛瑙玛瑙石石
14、 英英 制制 品品2.结构：结构：SiOSiO2 2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定 3.二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质 不活泼不活泼（1）SiO2是是H2SiO3的酸酐，具有酸的酸酐，具有酸性氧化物的通性性氧化物的通性SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO CaSiO3高温（2）特性）特性SiO2+4HF=SiF4+2H2O 雕刻玻璃雕刻玻璃SiO22C Si 2CO高温高温SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2 高温高温（3）弱氧化性）弱氧化性（4）与盐反应）与盐反应SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO
15、2高温高温 讨论讨论 ：实验室能否用带玻实验室能否用带玻璃塞的玻璃瓶盛放氢璃塞的玻璃瓶盛放氢氧化钠溶液？氧化钠溶液？实验室能否用玻璃实验室能否用玻璃瓶盛放瓶盛放HF溶液？溶液？二氧化硅的应用二氧化硅的应用玛瑙饰品玛瑙饰品石英坩埚石英坩埚光导纤维光导纤维 各各种种水水晶晶饰饰品品光学纤维胃镜光学纤维胃镜4.用途：(1)SiO2是制造光导纤维的主要原料。是制造光导纤维的主要原料。(2)石英制作石英玻璃、石英电子表、石英石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。钟等。(3)水晶常用来制造电子工业的重要部件、水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。光学仪器、工艺品等。(4)石英砂常用作制玻
16、璃和建筑材料石英砂常用作制玻璃和建筑材料。光导纤维光导纤维光导纤维的应用光导纤维的应用（1）光纤通信（光缆）：）光纤通信（光缆）：是利用激光作载波由光导纤维传送信息是利用激光作载波由光导纤维传送信息的有线通信方式。的有线通信方式。(2)医生的好助手：医生的好助手：光导纤维可以用于食道光导纤维可以用于食道胃等深胃等深部探查内窥镜的光学元件和外科部探查内窥镜的光学元件和外科手术激光刀。手术激光刀。（3）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，装备在潜艇装备在潜艇坦克和飞机上，坦克和飞机上，用于侦察复杂地形或深层屏蔽的用于侦察复杂地形或深
17、层屏蔽的敌情。敌情。85.每一年，我都更加相信生命的浪费是在于：我们没有献出爱，我们没有使用力量，我们表现出自私的谨慎，不去冒险，避开痛苦，也失去了快乐。约翰B塔布 86.微笑，昂首阔步，作深呼吸，嘴里哼着歌儿。倘使你不会唱歌，吹吹口哨或用鼻子哼一哼也可。如此一来，你想让自己烦恼都不可能。戴尔卡内基 87.当一切毫无希望时，我看着切石工人在他的石头上，敲击了上百次，而不见任何裂痕出现。但在第一百零一次时，石头被劈成两半。我体会到，并非那一击，而是前面的敲打使它裂开。贾柯瑞斯 88.每个意念都是一场祈祷。詹姆士雷德非 89.虚荣心很难说是一种恶行，然而一切恶行都围绕虚荣心而生，都不过是满足虚荣心
18、的手段。柏格森 90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石，我们的心灵正在失去自由，成为平静而没有激情的时间之流的奴隶。托尔斯泰 91.要及时把握梦想，因为梦想一死，生命就如一只羽翼受创的小鸟，无法飞翔。兰斯顿休斯 92.生活的艺术较像角力的艺术，而较不像跳舞的艺术；最重要的是：站稳脚步，为无法预见的攻击做准备。玛科斯奥雷利阿斯 93.在安详静谧的大自然里，确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。约翰纳森爱德瓦兹 94.对一个适度工作的人而言，快乐来自于工作，有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。约翰拉斯金 95.没有比时间更容易浪费的,同
19、时没有比时间更珍贵的了，因为没有时间我们几乎无法做任何事。威廉班 96.人生真正的欢欣，就是在于你自认正在为一个伟大目标运用自己；而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳，只知抱怨世界无法带给你快乐。萧伯纳 97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。JE丁格 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。英国哲学家培根 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。马塞尔普劳斯特 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。罗丹
20、 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。托尔斯泰 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候。叔本华 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。梭罗 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。威廉彭 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁
21、词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。戴尔卡内基 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。约翰罗伯克 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。撒母耳厄尔曼 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。卡雷贝C科尔顿 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。戴尔卡内基 110.每天安静地坐十五分钟倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，
22、并且试着什么都不想。艾瑞克佛洛姆 111.你知道何谓沮丧-就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。坎伯 112.伟大这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。布鲁克斯 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。罗根皮沙尔史密斯 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。阿萨赫尔帕斯爵士 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。威廉海兹利特 116.昨天是张退票的支票
23、，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。凯里昂 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。BC福比斯 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。迈可汉默 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。奥古斯汀 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。史迈尔斯 12
24、1.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。CHK寇蒂斯 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。乔治桑 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。约翰夏尔 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。道格拉斯米尔多 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度。老子 126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。怀特曼 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。G.K.Chesteron 128.医生知道的事如此的少，他们的收费却是如此的高。马克吐温 129.问题不在于：一个人能够轻蔑、藐视或批评什么，而是在于：他能够喜爱、看重以及欣赏什么。约翰鲁斯金
