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硅酸鹽_圖文

含硅礦物和信息材料

高一化學備課組

05.11

單 晶



灰黑色、硬而脆, 有金屬光澤的固體, 熔點、沸點高,半 導體材料

太 陽







硅芯片是各種計算機及電子產品的核心

一、硅的化學性質
常溫下,化學性質穩定(不與硫酸、鹽酸、硝 酸等反應)只與堿、氟化氫、氟氣反應
?Si+O2 = SiO2

Si+2F2=SiF4
?Si+2Cl2 = SiCl4

?Si+2H2 = SiH4(不穩定)
Si+4HF=SiF4 ↑ +2H2 ↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑

二、二氧化硅和硅酸

二氧化硅結構

1、二氧化硅的化學性質
?①與水反應
②與強堿反應:

?SiO2+H2O≠
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
高溫

?③與堿性氧化物反應 ?SiO2+CaO = CaSiO3

④ 與HF的反應:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
⑤制粗硅SiO2+2C = Si+2CO↑(粗硅)(弱氧化性)
高溫

2、硅酸(H2SiO3)
不溶于水酸性比酸還弱。
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 ↓ +NaCl Na2SiO3+ CO2+H2O=H2SiO3 ↓ +Na2CO3 酸性: H2CO3> H2SiO3

硅酸易形成膠體溶液,濃度較大時,則形成硅 酸凝膠,再經脫水,形成硅酸干膠,稱為“硅 膠”。硅膠是常用的干燥劑及催化劑的載體

鞏固練習
下列變化中不能一步實現的是

C

A、Na2SiO3 B、H2SiO3
C、SiO2

H2SiO3 SiO2
H2SiO3

D、 SiO2

Na2SiO3

三、硅酸鹽
結構復雜 種類繁多用二氧化硅和金屬氧化物的 形式表示其組成
Na2SiO3 Na2O?SiO2 K(Al2Si3O10)(OH)2 K2O· 2O3· 2Al 6SiO2· 2O 2H

?要領:兩邊原子個數守恒,
?格式:活潑金屬氧化物· 較活潑金屬氧化物· 2· 2O SiO H

鞏固練習
如何用氧化物的形式表示下列硅酸鹽 石棉:CaMg3Si4O12 長石:KAlSi3O8 普通玻璃: CaNa2Si6O14 3MgO· CaO· 4SiO2 K2O· 2O3· Al 6SiO2 Na2O · CaO· 6SiO2

的現 裝代 飾建 和筑 采離 光不 開 玻 璃

雄偉的古建筑離不開陶瓷磚瓦

世界第一大壩—長江三峽大壩使用 水泥將達1.082×1010kg

二、玻璃
原料: 設備: 原理: 純堿、石灰石、石英 玻璃窯或玻璃熔爐 Na2CO3+SiO2 ==== Na2SiO3+CO2↑
高溫

CaCO3+SiO2=====CaSiO3+CO2↑
成分: 性質: SiO2 、Na2SiO3 、CaSiO3 在一定溫度范圍內軟化

高溫

種類: 普通玻璃、有色玻璃(如,藍玻璃、紅玻 璃)、石英玻璃、光學玻璃、鋼化玻璃。

鋼化玻璃是將普通退火玻璃先切割成要求尺寸,然 后加熱到接近的軟化點,再進行快速均勻的冷卻而得到。 鋼化處理后玻璃表面形成均勻壓應力,而內部則形成張 應力,使玻璃的抗彎和抗沖擊強度得以提高,其強度約 是普通退火玻璃的四倍以上。鋼化玻璃破碎后,碎片成 均勻的小顆粒并且沒有刀狀的尖角,國家標準要求鋼化 玻璃的破碎后在任意50*50mm內的碎片應大于40粒。 因此,使用起來具有一定的安全性。

古 埃 及 玻 璃 制 品

戰 國 中 晚 期 玻 璃 璧

滿城漢玻璃耳杯

廣 西 貴 縣 出 土 的 玻 璃 杯

隋 李 靜 訓 墓 出 土 的 玻 璃 圓 盒

魏晉南北朝的玻璃缽

網 紋 玻 璃 杯

北 宋 玻 璃 杯

河 北 定 縣 靜 志 寺 出 土 的

目前發現的最大的元代玻璃器

清 乾 隆 白 地 套 紅 玻 璃 雙 合 瓶

南 方 玻 璃 隕 石

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硅酸鹽產品簡介:
產品 主要原料

反應 主要設備 條件

主要反應或主要成分

主要 性質

水泥

粘土、石 水泥回轉 灰石、 高溫 (石膏)適 窯 量 純堿 石灰石 石英

硅酸三鈣:3CaO· 2 SiO 硅酸二鈣:2CaO· 2 水硬 SiO 鋁酸三鈣:3CaO· 2O3 性 Al Na2CO3+SiO2=Na2SiO3 +CO2↑ 高溫 CaCO3+SiO2=CaSiO3+ CO2↑ 成分:Na2SiO3 、 CaSiO3 、SiO2
高溫

玻璃 玻璃窯 高溫

無 固定 的熔 點、 沸點

新型陶瓷——人造骨

即耐高溫又耐低溫的硅橡膠制品

結構陶瓷:主要是指發揮其機械、熱、化學等性能的一 大類新型陶瓷材料,它可以在許多苛刻的工作環境下服役, 因而成為許多新興科學技術得以實現的關鍵。 在空間技 術領域,制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強度 高、重量輕且長壽的結構材料和防護材料,在這方面,結 構陶瓷占有絕對優勢。從第一艘宇宙飛船即開始使用高溫 與低溫的隔熱瓦,碳-石英復合燒蝕材料已成功地應用于 發射和回收人造地球衛星。 壓電陶瓷:你聽說過會說話、會唱歌的陶瓷嗎?會偵察 、會指揮、能診斷、能生電的陶瓷嗎?這就是壓電陶瓷, 屬于現代功能陶瓷。神奇的壓電陶瓷--海中“雷達”偵察 兵:雷達是用無線電原理對空中目標搜索、定位、導向的 通訊工具,而在水中不能發揮作用。用壓電陶瓷制成的聲 納系統可在水中起到同樣的作用。

用高溫結構陶瓷做的發動機葉片

透明陶瓷: 陶瓷一般是不透光的,由于陶瓷的不透光,使陶瓷的 用途受到很多的限制?茖W家經過長時間悉心研究后 ,終于在1957年制成了世界上第一片透光陶瓷。透光 陶瓷有著廣泛的用途。當透光陶瓷問世后,使高壓鈉 燈的研制成功。高壓鈉燈是一種發光效率很高的電光 源,在同樣功率下一盞高壓鈉燈能頂兩盞高壓汞燈, 且光線柔和、銀白,在高壓鈉燈下看物體不但清楚, 且不刺眼。另外高壓鈉燈還具有特殊的本領,光線能 透過濃霧不被散射,作為道路、汽車、廣場的用燈特 別合適。

透明氧化鋁陶瓷
高壓鈉燈

超導陶瓷: 1973年,人們發現了超導合金――鈮鍺合金,其臨界超 導溫度為23.2K,該記錄保持了13年。1986年,設在瑞士 蘇黎士的美國IBM公司的研究中心報道了一種氧化物(鑭 -鋇-銅-氧)具有35K的高溫超導性,打破了傳統“氧 化物陶瓷是絕緣體”的觀念,引起世界科學界的轟動。此 后,科學家們爭分奪秒地攻關,幾乎每隔幾天,就有新的 研究成果出現。1987年2月,美國華裔科學家朱經武和中 國科學家趙忠賢相繼在釔-鋇-銅-氧系材料上把臨界超 導溫度提高到90K以上,液氮的禁區(77K)也奇跡般地 被突破了。1987年底,鉈-鋇-鈣-銅-氧系材料又把臨 界超導溫度的記錄提高到125K。從1986-1987年的短短 一年多的時間里,臨界超導溫度竟然提高了100K以上, 這在材料發展史,乃至科技發展史上都堪稱是一大奇跡!

生物陶瓷: 生物陶瓷指與生物體或生物化學有關的新型陶瓷。生 物陶瓷可分為與生物體相關的植入陶瓷和與生物化學 相關的生物工藝學陶瓷。前者植入體內以恢復和增強 生物體的機能,是直接與生物體接觸使用的生物陶瓷。 后者用于固定酶、分離細菌和病毒以及作為生物化學 反應的催化劑,是使用時不直接與生物體接觸的生物 陶瓷。

生 物 陶 瓷應用

1、在碳族元素中 最高價氧化物的水化物中酸性最強的是( ) 密度最大的金屬是( )其穩定的價態是( ) 硬度最大的是( )

2、試寫出三個能產生氫氣的反應(不能用金屬), 并用雙線橋分析。
3、石墨炸彈爆炸時,在方圓幾百米范圍內撒下 大量石墨纖維,造成輸電線、電廠設備損壞,這 是由于石墨能( ) 4、寫出以SiO2為原料制取硅酸的離子反應方程式

5、 試用一種試劑可以區分碳酸鈉、碳酸氫鈉、硝酸 鈉和硅酸鈉四種溶液,寫出有關的離子方程式 。 6、設計一個實驗用一種試劑證明生石灰中有石英和 石灰石 7、2MgO· 2中的酸根離子是( ),滑石的化學 SiO 式為Mg3(Si4O10)(OH)2,把它改寫成氧化物的形式 ( ) 8、用化學方程式解釋: ①實驗室中盛放堿液的試劑瓶為什么不用玻璃塞? ②實驗室盛放氫氟酸的試劑瓶為什么不用玻璃瓶? 9、寫一個高溫下,C既做氧化劑又做還原劑的反應


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